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CN111060997A - 一种多级复眼透镜的制造方法 - Google Patents

一种多级复眼透镜的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种多级复眼透镜的制造方法，先利用光刻方法制备微柱阵列，然后给微柱阵列表面溅射ZnO，利用微喷印机在微柱阵列间隙喷印紫外固化胶，利用液滴滴落次数控制微透镜形貌，得到微透镜阵列；再将六甲基四胺和硝酸锌分别溶于去离子水中，然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中得到混合溶液，将微透镜阵列放入混合溶液中，放入水浴锅中水浴；最后取出微透镜阵列用去离子水清洗，烘干得到多级复眼透镜；本发明在减小光信号交联的情况下，可以极大程度提高结构表面疏水性及液滴稳定性；极大提高液滴的稳定性，液滴很难填充到微柱阵列间隙；微透镜间隙的纳米结构可以降低光透性，降低了光信号之间的交联。

Description

一种多级复眼透镜的制造方法
技术领域
本发明属于微纳制造加工技术领域，特别涉及一种多级复眼透镜的制造方法。
背景技术
自然界中昆虫的复眼是由无数小眼结构组成的，小眼结构间隙存在很多绒毛结构，这种结构带来的优势是使得昆虫复眼具有超强的疏水性，极大增强了昆虫在雨天、雾天等恶劣环境下的生存能力。在制造过程中，单一的微透镜阵列表面粘附力较大，疏水性较差，与自然界昆虫小眼差别较大，同时，在较大光通量下，光信号经过透镜后会发生相互干扰；微柱阵列可以提高表面疏水性，但是液滴在样片表面稳定性较差，轻微振动可以使得液滴填充到微柱阵列间隙，使得液滴具有较大的粘附力。在结构表面制备纳米结构可以有效提高疏水性及液滴在表面的稳定性，但是纳米结构的存在又会影响微透镜的光透性。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多级复眼透镜的制造方法，在减小光信号交联的情况下，可以极大程度提高结构表面疏水性及液滴稳定性，液滴很难填充到微柱阵列间隙；微透镜间隙的纳米结构可以降低光透性，降低了光信号之间的交联。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种多级复眼透镜的制造方法，包括以下步骤：
1)利用光刻方法制备微柱阵列：将光刻胶4620旋涂在玻璃片上，旋涂速度为1500r/s，放在烘台上5min，重复旋涂，获得厚度为22μm的微孔阵列，即样片一；利用PDMS对样片一进行两次翻模后，得到微孔阵列模具，即样片二；将NOA61紫外固化胶浇筑在样片二的PDMS曲面上，压上玻璃基底，然后紫外曝光机曝光100s，脱模制得高度为22μm的微柱阵列，即样片三；
2)给样片三表面溅射30nm的ZnO得到样片四，利用微喷印机在样片四的微柱阵列间隙喷印紫外固化胶，利用液滴滴落次数控制微透镜形貌，液滴滴落次数为2-12，得到具有微透镜阵列的样片五；
3)将7g六甲基四胺和14.87g硝酸锌分别溶于500ml的去离子水中，搅拌20分钟，然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中，混合搅拌15分钟得到混合溶液，将样片五放入混合溶液中，放入90℃水浴锅中水浴80分钟，得到样片六；
4)将样片六用去离子水清洗2分钟，放在60℃的烘台上50分钟，得到多级复眼透镜。
本发明的有益效果为：本发明利用微喷印机可以实现微透镜阵列的准确定位，在微柱阵列间隙制备微透镜阵列；利用喷印方法可以将ZnO种子层进行覆盖，除微透镜所在位置，实现了纳米结构的全覆盖。微柱阵列可以有效提高表面疏水性，但是稳定性较差，轻微振动即可使得液滴填充到微柱阵列间隙，微柱阵列顶部的纳米结构可以很大程度提高结构稳定性。同时基底微透镜阵列间隙纳米结构存在可以有效降低光透性，防止光信号的相互影响，特别是在光信号较强情况下。
附图说明
图1为实施例1制备的多级复眼透镜的电镜图。
图2为图1中P1部位的结构形貌图。
图3为图1中P2部位的结构形貌图。
图4为图1中P3部位的结构形貌图。
图5为实施例1制备的多级复眼透镜的成像图。
图6为实施例2制备的多级复眼透镜的电镜图。
图7为实施例3制备的多级复眼透镜的电镜图。
图8为实施例4制备的多级复眼透镜的电镜图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1，一种多级复眼透镜的制造方法，包括以下步骤：
1)利用光刻方法制备微柱阵列：将光刻胶4620旋涂在玻璃片上，旋涂速度为1500r/s，放在烘台上5min，重复旋涂，获得厚度约为22μm的微孔阵列，即样片一；利用PDMS对样片一进行两次翻模后，得到微孔阵列模具，即样片二；将NOA61紫外固化胶浇筑在样片二的PDMS曲面上，压上玻璃基底，然后紫外曝光机曝光100s，脱模制得高度约为22μm的微柱阵列，即样片三；
2)将样片三表面溅射30nm的ZnO得到样片四，利用微喷印机在样片四的微柱阵列间隙喷印紫外固化胶，利用液滴滴落次数控制微透镜形貌，液滴滴落次数为12，得到具有微透镜阵列的样片五；
3)将7g六甲基四胺和14.87g硝酸锌分别溶于500ml的去离子水中，搅拌20分钟，然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中，混合搅拌15分钟得到混合溶液，将样片五放入混合溶液中，放入90℃水浴锅中水浴80分钟，得到样片六；
4)将样片六用去离子水清洗2分钟，放在60℃的烘台上50分钟，得到多级复眼透镜。
参照图1、图2、图3、图4，本实施例得到的多级复眼透镜具有超疏水特性，当液滴与多级复眼透镜接触后，可以快速与多级复眼透镜分离；传统超疏水结构都会对光透性产生影响，本方法将纳米结构与微柱阵列制造于微透镜间隙，不会对复眼透镜成像产生影响，参照图5。此种结构对于复眼透镜的实际应用具有重要意义。
实施例2：将实施例1步骤2)中液滴滴次数变为2次，其它步骤相同，得到多级复眼透镜和实施例1的结构类似，如图6所示。
实施例3：将实施例1步骤2)中液滴滴次数变为4次，其它步骤相同，得到多级复眼透镜和实施例1的结构类似，如图7所示。
实施例4：将实施例1步骤2)中液滴滴次数变为8次，其它步骤相同，得到多级复眼透镜和实施例1的结构类似的三级复合结构，如图8所示。

Claims (1)

1.一种多级复眼透镜的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用光刻方法制备微柱阵列：将光刻胶4620旋涂在玻璃片上，旋涂速度为1500r/s，放在烘台上5min，重复旋涂，获得厚度为22μm的微孔阵列，即样片一；利用PDMS对样片一进行两次翻模后，得到微孔阵列模具，即样片二；将NOA61紫外固化胶浇筑在样片二的PDMS曲面上，压上玻璃基底，然后紫外曝光机曝光100s，脱模制得高度为22μm的微柱阵列，即样片三；
2)给样片三表面溅射30nm的ZnO得到样片四，利用微喷印机在样片四的微柱阵列间隙喷印紫外固化胶，利用液滴滴落次数控制微透镜形貌，液滴滴落次数为2-12，得到具有微透镜阵列的样片五；
3)将7g六甲基四胺和14.87g硝酸锌分别溶于500ml的去离子水中，搅拌20分钟，然后将六甲基四胺溶液倒入硝酸锌溶液中，混合搅拌15分钟得到混合溶液，将样片五放入混合溶液中，放入90℃水浴锅中水浴80分钟，得到样片六；
4)将样片六用去离子水清洗2分钟，放在60℃的烘台上50分钟，得到多级复眼透镜。
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