一种人工复眼结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种人工复眼结构及其制备方法，包括利用微加工技术制备平面微透镜列阵结构作为复眼结构中的子眼阵列；利用软光刻技术对上述子眼阵列进行翻模，获得包含子眼阵列结构的柔性模板的制备，该柔性模板可以以任意弯曲度弯折；利用复制技术实现将柔性模板上的子眼阵列结构转移到球冠基底上，即可获得人工复眼结构，包括基底和基底曲面上的子眼结构，其中，基底为球冠基底，子眼结构为微透镜列阵结构。该方法制备过程简单，成型过程中不需要复杂昂贵的设备和仪器，并且制备效率高，是一种用于制备曲面微列阵元件的有效方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备方法，特指一种人工复眼结构及其制备方法。
技术介绍
光学成像和探测系统目前被广泛应用于生物、工业和军事应用等领域，这对他们的性能指标也提出了更高的要求。其中视场角作为光学探测系统的一个重要指标，它的性能也急待提高。传统的光学成像系统由于只是在一维光轴方向上开展优化设计，所以使得其视场角的增大受到极大的限制。并且，这种传统的光学成像系统通常采用的镜片数多，体积大，结构复杂，难以实现与各种小型化系统的集成和融合。目前，国内外的很多研究小组都对人工复眼结构进行了广泛的研究，但是这些研究大部分停留在理论和设计方法的研究上。为了将该人工复眼结构真正应用到各成像系统中，必须研究一种可实用的人工复眼结构的成型技术。但是由于该结构是由分布到曲面上的子眼阵列组成，而传统的制备技术都是在平面上进行成型的，这就对其制备提出了很高的挑战。目前国际上有些小组采用六维平移装置结合直写装置来进行人工复眼结构的制备，这种制备方法需要复杂的精密移动调节装置，并且需要配备昂贵的直写头，成本非常高，并且制备效率低，不是一种可广泛推广应用的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种曲率可控的人工复眼镜头及其制备方法，通过引入新材料，开发新技术，将微加工、软光刻、复制技术相结合，最终形成了一套独特的曲面微阵列元件制备技术。本专利技术的目的是提供一种人工复眼结构的制备方法。本专利技术提供一种人工复眼结构，其特征在于，包括基底和基底曲面上的子眼结构，其中，基底为球冠基底，子眼结构为微透镜列阵结构。本专利技术提供一种人工复眼结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用微加工技术制备平面微透镜列阵结构作为复眼结构中的子眼阵列；(2)利用软光刻技术对上述子眼阵列进行翻模，获得包含子眼阵列结构的柔性模板的制备，该柔性模板可以以任意弯曲度弯折；(3)利用复制技术实现将柔性模板上的子眼阵列结构转移到球冠基底上。上述步骤（1）包括移动掩模法制备微透镜列阵结构和热熔法制备微透镜列阵两个步骤。上述步骤（2）所述的柔性模板为聚二甲基硅氧烷，即PDMS；PDMS及其固化剂的配比为：10:1。上述步骤（3）所述的复制技术是通过利用紫外固化材料NOA68进行图形的复制转移进而完成人工复眼结构的成型。、附图说明：附图1为本专利技术的各种微透镜列阵图；附图2为本专利技术的热熔法制备周期为40μm的微透镜列阵图（a掩模图形，b制备结果，c成像结果）；附图3为本专利技术的人工复眼结构照片及其电镜照片图。具体实施方式：下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明，但是本专利技术并不限于这些实施例。（1）利用微细加工技术完成了各种作为子眼结构的微透镜列阵的制备，如图1所示，给出了周期1500μm、周期100μm、周期5μm的制备结果，分别如图1(a)~(c)所示。（2）由于生物复眼结构的周期约为40μm，因此在人工复眼结构的制备过程中，选择微透镜列阵的周期为40μm的微透镜列阵的制备技术进行具体说明。鉴于该微透镜列阵的结构特点，选择热熔法开展其制备。首先利用激光直写技术制备了如图2(a)所示的掩模结构。该掩模中的黑色圆形部分为非透光部分，其余为透光部分。非透光部分的直径为35μm，周期为40μm。利用稀硝酸浸泡基片，然后利用超纯水对其进行冲洗，之后利用丙酮和乙醇进行清洗，放入160℃烘箱中烘烤2h后使基片彻底烘干。选择AZ9260光刻胶作为图形记录载体遥利用甩胶机将光刻胶旋涂在基片表面，旋涂速度为4500转/s，旋涂时间为25s。然后将其放入烘箱中进行烘烤，以去除光刻胶中的溶剂和水分，烘烤温度为80℃，烘烤时间为1h。冷却后测量获得的光刻胶的厚度为10μm。将掩模板放置于光刻胶表面，使其与光刻胶紧密接触袁利用波长365ns的汞灯对光刻胶进行曝光，曝光时间为60s。曝光完毕之后将基片放入显影液中进行显影，显影时间为2min。显影之后对应掩模中透光部分的光刻胶被洗掉，非透光部分的光刻胶被保留，即在基片上形成直径约35μm，高度约10μm的圆柱形光刻胶结构。之后将基片放入烘箱中进行高温热熔，热熔温度为115℃，热熔时间为10min。热熔后圆柱形的光刻胶结构会转变为所需的球冠形的微透镜列阵结构。如图2(b)所示遥同时，为了验证该微透镜列阵的成像效果，利用“+”作为物体进行成像，成像结果如图2(c)所示，可以看出，利用该微透镜列阵可以对物体成清晰尧完整的像。（3）通过分析光刻胶材料与各种材料之间的关系，选择聚二甲基硅氧烷即PDMS材料作为成型柔性模板的材料，这种材料与光刻胶以及石英基片之间有比较低的分子力，可从光刻胶以及各种基片表面完整剥离。通过分析PDMS及其固化剂之间的配比关系，选择配比10:1来配制PDMS溶液。该溶液被浇铸到上述成型的微透镜列阵表面，然后放入烘箱中进行固化，固化温度为70℃，固化时间为1h。固化后将其从烘箱中取出，将PDMS层从基片表面剥离，获得携带有凹透镜阵列的柔性模板材料遥将该柔性模板置于密闭装置表面，然后利用抽气泵对其抽气，使该装置负压，获得分布在球碗结构表面的凹透镜列阵结构。选择紫外固化材料NOA68作为最终成型人工复眼的材料遥该材料与PDMS之间具有低的分子力，可以将PDMS从其表面完整剥离而不损伤该柔性模板。将NOA68溶液倒入PDMS球碗中，在365nm紫外光下固化30min(光强I为8mW/cm2)，使NOA68材料充分交联固化。之后将PDMS剥离，获得如图3所示的人工复眼结构。该结构球冠底面直径2cm，高度为0.5cm。其中包含了超过20000个子眼结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工复眼结构，其特征在于，包括基底和基底曲面上的子眼结构，其中，基底为球冠基底，子眼结构为微透镜列阵结构。

【技术特征摘要】
1.一种人工复眼结构，其特征在于，包括基底和基底曲面上的子眼结构，其中，基底为球冠基底，子眼结构为微透镜列阵结构。
2.一种人工复眼结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用微加工技术制备平面微透镜列阵结构作为复眼结构中的子眼阵列；
(2)利用软光刻技术对上述子眼阵列进行翻模，获得包含子眼阵列结构的柔性模板的制备，该柔性模板可以以任意弯曲度弯折；
(3)利用复制技术实现将柔性模板上的子眼阵列结构转移到球冠基底上。
3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：方端，
申请(专利权)人：方端，
类型：发明
国别省市：广东;44