[發明專利]一種制備曲面微透鏡陣列薄膜的方法

在審

• 申請號: 201910036699.X
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109490994A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張馨月;程皓鴿;朱旭;馬寧;魏浩;歐陽肖;高閃;李瑞;張智嘉;王國軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于微光學材料工程領域，具體涉及一種制備曲面微透鏡陣列薄膜的方法。該方法是利用表面張力以及氣體的熱膨脹為驅動力制備形貌可調控的曲面微透鏡陣列薄膜。包括如下步驟：將具有多孔壁的管清洗干凈；從管道的一段以相同的速度持續吹具有一定溫度的氣體；將可熱交聯且具有一定粘性的聚合物涂在管的外壁上，覆蓋管壁上所有的孔；持續通氣一段時間，待聚合物完全交聯之后，剝離管壁上的膜，該膜就是曲面微透鏡陣列薄膜。本發明可以一步制備出微透鏡結構。該方法制備工藝簡單，具有通用性，可以根據設備參數調控微透鏡結構的制備面積。該方法具有通用性，且可調控實驗氣體的流速，溫度以及聚合物的種類，制備出具有不同參數的微結構。

技術領域

本發明屬于微光學材料工程領域，具體涉及一種制備曲面微透鏡陣列薄膜的方法。

背景技術

光學器件的集成化與微型化是不可阻擋的時代潮流。微透鏡陣列作為光學器件中重要的結構之一，在許多領域具有較好的應用。

微透鏡結構在功能化光學器件的制備中發揮重要的作用。微透鏡結構具有優異的光學性能，并且容易集成，在光學領域、臨床醫學領域以及工程領域有著重要的地位。

目前制備微透鏡陣列的方法很多，主要包括模板法，掩模版法，刻蝕法等。其中模板法是一種簡單，易于操作的方法，廣泛應用于微透鏡陣列制備中。但是傳統的模板法操作繁瑣，制備流程較為復雜，難以在制備過程中對微透鏡的形貌進行調控。此外，傳統的模板法對模板的精度要求較高，并且模板的重復使用性較差。這些缺點限制了微透鏡陣列的工業化生產與應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單，通用性強，條件溫和以及重復性好，并且可一步制備微透鏡結構的制備方法。利用物質的液固表面張力以及氣體的熱膨脹過程，可一步制備出可調控的微透鏡陣列。

一種制備曲面微透鏡陣列薄膜的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：將具有多孔壁的管道清洗干凈；

步驟2：從管道的一段以相同的速度持續吹入氣體，且進出口處密封不漏氣；

步驟3：將可熱固化且具有一定粘性的聚合物涂在管的外壁上；

步驟4：持續通氣一段時間，剝離管壁上的膜，該膜就是曲面微透鏡陣列薄膜。

步驟1所述的具有多孔壁的管道不隨溫度及壓力發生形變，管道壁上的孔為通孔。步驟1所述的具有多孔壁的管道壁上孔的總面積小于管壁的面積。多孔管的通孔結構應為規則的圓形，并且各個孔之間相互獨立，不相互接觸。步驟2所述的從管道的一段以相同的速度持續吹入氣體，氣體的流速大于0.1m/s，氣體種類為非腐蝕性氣體。步驟2所述的氣體的溫度大于步驟3中聚合物的固化溫度。所述步驟3中涂敷的聚合物完全覆蓋管壁上的孔。所述步驟4中的通氣時間大于等于聚合物完全固化的時間。

本發明的有益效果在于：

本發明可以一步制備出微透鏡結構。該方法制備工藝簡單，具有通用性，可以根據設備參數調控微透鏡結構的制備面積。該方法具有通用性，且可調控實驗氣體的流速，溫度以及聚合物的種類，制備出具有不同參數的微結構。

附圖說明

圖1(a)為本發明的制備前的原理圖。

圖1(b)為本發明的制備結果示意圖。

圖2為本發明實施實例的結果仿真模擬圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)將多孔管清洗干凈。