[發(fā)明專(zhuān)利]一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410604446.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104330841A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵金友;李祥明;田洪淼;黎相孟;胡鴻;姜承寶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B3/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B3/00;G02B26/00;B81C1/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)準(zhǔn)備透明導(dǎo)電玻璃作為基材；

2)在透明導(dǎo)電玻璃基材的導(dǎo)電面上制備介電層；

3)在介電層表面施加微型液滴陣列；

4)搭接直流電源，將透明導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電面接入電壓的負(fù)極端，并將插入微型液滴的銅絲電極接入電壓的正極端，閉合電源開(kāi)關(guān)對(duì)微型液滴施加電壓；

5)在電潤(rùn)濕作用力的驅(qū)動(dòng)下，增大所施加的直流電壓將會(huì)減小微型液滴的表觀接觸角，進(jìn)而增大微型液滴的曲率半徑，因此對(duì)不同的微型液滴施加不同的直流電壓獲得不同的曲率半徑；

6)斷開(kāi)直流電壓電源，抬起銅絲電極，采用紫外燈箱輻照使電場(chǎng)輔助形變的微型液滴陣列固化，進(jìn)而獲得具有變數(shù)值孔徑的固態(tài)微透鏡陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的基材采用ITO(氧化銦錫)、FTO(含氟氧化錫)或AZO(氧化鋁鋅)的鍍膜玻璃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的介電層為透明薄膜，是無(wú)機(jī)材料的薄膜，或是聚合物薄膜，無(wú)機(jī)材料的薄膜為二氧化硅薄膜、氧化鋁陶瓷薄膜或鈦酸鋇陶瓷薄膜；聚合物薄膜為PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、SU-8負(fù)性光刻膠、PVDF(聚偏氟乙烯)、環(huán)氧樹(shù)脂的聚合物或NOA系列(光學(xué)粘結(jié)劑)、納米壓印膠的紫外固化聚合物等固化后的薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的介電層為采用旋涂或蒸鍍法制備的光滑表面，或是采用納米壓印的方法所制備的微納米織構(gòu)化的粗糙表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的用于制備微透鏡陣列的微型液滴的材料為液態(tài)的PMMA、SU-8、環(huán)氧樹(shù)脂、NOA系列或納米壓印膠。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的微型液滴的施加方式采用噴墨打印或數(shù)字微量進(jìn)給器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的微型液滴的體積是10pl～10μl,根據(jù)不同材料之間表面張力作用的不同獲得大小不等的初始表觀接觸角。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：所述的銅絲電極直徑為30～100μm，其插入微型液滴的過(guò)程通過(guò)CCD放大到顯示器上的方式來(lái)輔助對(duì)準(zhǔn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)值孔徑可控的微透鏡陣列的電輔助制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)以厚度為2mm的ITO透明導(dǎo)電玻璃(1)作為基材，并依次采用丙酮、乙醇和去離子水進(jìn)行超聲清洗，氮?dú)獯蹈珊螅?50℃烘箱中烘烤1h；

2)在ITO透明導(dǎo)電玻璃(1)上滴加5～10μl的NOA61(一種紫外固化型的光學(xué)粘結(jié)劑)，采用柔性的PDMS(聚二甲基硅氧烷)微納米織構(gòu)化模板進(jìn)行納米壓印，紫外輻照3～5min固化并脫模后，形成一層厚度為5～10μm的具有微納米織構(gòu)化復(fù)型表面的NOA61薄膜的介電層(2)；

3)采用數(shù)字微量進(jìn)給器在NOA61薄膜介電層(2)表面施加大小一致、體積均為0.1～1μl的NOA61微型液滴(3)；

4)搭接直流電壓，將ITO透明導(dǎo)電玻璃(1)的導(dǎo)電面接入電壓負(fù)極端，并將插入到微型液滴(3)的銅絲電極(4)接入電壓正極端，閉合電源開(kāi)關(guān)對(duì)微型液滴(3)施加電壓；

5)通過(guò)調(diào)節(jié)所施加的直流電壓大小來(lái)控制微型液滴的表觀接觸角，同時(shí)調(diào)節(jié)微型液滴的曲率半徑，按照U0<U1<U2<U3的順序，依次施加于不同的微型液滴(3)，獲得表觀接觸角減小而曲率半徑增大的微型液滴(3)；

6)斷開(kāi)直流電壓電源，抬起銅絲電極(4)，由于介電層(2)表面的粘性作用所引起的接觸角滯后，使微型液滴(3)得以維持在變化后的形狀而不會(huì)發(fā)生回復(fù)，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)值孔徑一一對(duì)應(yīng)的精確調(diào)控；將樣片置于紫外燈箱中輻照3～5min即使微型液滴發(fā)生固化并形成定型的數(shù)值孔徑不同的微透鏡陣列(5)。