[發(fā)明專利]一種Ni柱子輔助PMMA微透鏡陣列及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110735232.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113608285B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁小筱;伊福廷;劉靜;王波;張?zhí)鞗_;顏銘銘;徐源澤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

本發(fā)明公開了一種Ni柱子輔助PMMA微透鏡陣列及其制備方法。本方法為：1)在鍍鉻金的硅片上電鍍Ni柱子陣列；2)在電鍍有Ni柱子陣列的所述硅片上旋涂一層液態(tài)PMMA后進(jìn)行烘干處理；3)運(yùn)用套刻技術(shù)，將X射線掩膜版與所述硅片上的Ni柱子對準(zhǔn)，然后進(jìn)行曝光、顯影后得到具有PMMA柱子陣列的樣品，其中所述PMMA柱子陣列中每一PMMA柱子內(nèi)部包含一Ni柱子；4)將步驟3)所得樣品放入烘箱中加熱，使得所述PMMA柱子陣列中的各PMMA柱子熱熔為微透鏡，得到微透鏡陣列。本發(fā)明通過在PMMA柱子中加入Ni柱子，達(dá)到的增加微透鏡接觸角的效果，進(jìn)而能夠制備接觸角較大的微透鏡陣列。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Ni柱子輔助PMMA微透鏡陣列及其制備方法，可用于提高微透鏡陣列的接觸角。

背景技術(shù)

微透鏡陣列是由單個透鏡以陣列的形式排列而成的作為微光學(xué)元件，具有廣泛的應(yīng)用，例如，光學(xué)通信、集成成像、光纖耦合、光場顯示技術(shù)等。制作微透鏡陣列的方法有光刻熱熔法，熱壓成型法，微噴打印法、飛秒激光直寫法等。其中光刻熱熔法因工藝相對簡單，對材料和設(shè)備要求不高，工藝參數(shù)穩(wěn)定且易于控制而被廣泛采用。

LIGA(LIGA是德文Lithographie，Galvanoformung和Abformung三個詞，即光刻、電鑄和注塑的縮寫)技術(shù)是基于X射線光刻技術(shù)的MEMS加工技術(shù)，主要包括X光深度同步輻射光刻，電鑄制模和注模復(fù)制三個工藝步驟。由于X射線具有非常高的平行度、極強(qiáng)的輻射強(qiáng)度、連續(xù)的光譜，使得LIGA技術(shù)在制作大高寬比、側(cè)壁光滑、平行度偏差在亞微米范圍內(nèi)的三維立體結(jié)構(gòu)十分具有優(yōu)勢。這是其它微加工技術(shù)所無法實(shí)現(xiàn)的。而PMMA(有機(jī)玻璃)是LIGA技術(shù)X射線同步輻射的常規(guī)光刻膠，具有高透明度、低價格、易于機(jī)械加工等優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)微透鏡陣列制作方法是通過光刻熱熔法及LIGA技術(shù)制作微透鏡陣列，一般是先制得柱狀的微透鏡陣列，然后將其放到恒溫室中加熱，當(dāng)加熱溫度高于PMMA的玻璃化溫度時，PMMA柱子在表面張力的作用下會逐漸形成球狀，保持恒溫一段時間后，將樣品自然冷卻拿出，就能得到微透鏡陣列。目前傳統(tǒng)方法無法進(jìn)一步改善透鏡接觸角。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種Ni柱子輔助PMMA微透鏡陣列及其制備方法。本發(fā)明將LIGA技術(shù)與光刻膠熱熔法結(jié)合，通過套刻技術(shù)，在PMMA微柱中加入Ni柱子，導(dǎo)致獲得的微透鏡的接觸角大于沒有Ni柱子的微透鏡。Ni柱子的加入起到了增大微透鏡的接觸角作用，從而能夠制備接觸角較大的微透鏡陣列。

本發(fā)明通過在PMMA柱子中加入Ni柱子，達(dá)到的增加微透鏡接觸角的效果，進(jìn)而能夠制備接觸角較大的微透鏡陣列。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

1、旋涂一層AZ4620光刻膠，烘干后，將其曝光顯影。

2、在鍍鉻金的硅片上電鍍Ni柱子陣列，Ni柱子的直徑分別為180μm，高度為7至10μm。

3、在電鍍有Ni柱子陣列樣品上旋涂一層液態(tài)PMMA并烘干。

4、運(yùn)用套刻技術(shù)，將X射線掩膜版與樣品的Ni柱子對準(zhǔn)，經(jīng)過深度同步輻射光刻及顯影得到Ni柱子位于PMMA柱子中間的樣品。PMMA柱子的直徑為245μm，高度為104微米。

5、樣品放入烘箱中加熱得到微透鏡陣列。

本發(fā)明具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1、使用Ni柱子可以改變微透鏡陣列中透鏡的形貌。

2、Ni柱子使得微透鏡陣列的透鏡接觸角增大。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、相比于表面改性的方法改變透鏡接觸角大小，本發(fā)明操作簡單，可控性強(qiáng)。