一种微透镜阵列的制备方法与流程

本发明属于微光学器件制备技术领域，具体涉及一种微透镜阵列的制备方法。

背景技术：

近几年来，微透镜阵列作为一种新型的功能化器件，在微机电系统、小型传感器和微型光学元件等领域中熠熠生辉。随着微加工和图案化技术的发展，微结构器件具有更快响应速度、更廉价成本、更低能耗和更优性能。

目前微透镜阵列的方法,主要包括模板法、表面微加工技术、反应离子束刻蚀技术、光刻胶回流方法、激光直接写入、热压模成型法、离子交换法、灰度掩膜、微喷打印、掩模移动法和光敏玻璃热成形法等。其中模板法是目前运用较为广泛的一种方法，例如公开号为cn104503007a的“一种微透镜阵列制备方法”的专利文件中，公开了一种在清洗干净的蓝宝石玻璃基板上涂覆一层光刻胶，通过光刻把目标结构掩模板图形转印到蓝宝石玻璃基板上，对蓝宝石玻璃基板进行加热,得到光刻胶微透镜阵列模版，采用离子束刻蚀机对制作好光刻胶微透镜阵列的蓝宝石玻璃基板进行刻蚀，完全去除蓝宝石玻璃基板上的光刻胶制备到由蓝宝石玻璃作为结构层和基底的微透镜阵列的方法，但该方法需要苛刻的反应条件，繁琐的操作步骤，较高的温度以及昂贵的设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工艺简单、条件温和、重复性好的微透镜阵列的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明公开了一种微透镜阵列的制备方法，通过以下步骤实现：

(1)将基底清洗干净；

(2)将两种不同种类的聚合物按照比例溶于有机溶剂中配成溶液；

(3)取定量溶液滴于清洗干净的基底上；

(4)静置基底至晾干，得到微透镜阵列。

优选的，步骤(2)中所述的两种不同种类的聚合物具有不同的亲水性。

优选的，步骤(2)中所述的两种不同种类的聚合物的配置比例为1:2～20:1。

优选的，步骤(2)中所述的有机溶剂为所有聚合物的良溶剂。

优选的，步骤(2)中所述的配置成的有机溶液的浓度为0.5％～20％。

优选的，步骤(3)中所述的滴加的溶液量大于1μl。

优选的，步骤(4)中所述的静置时间大于1s。

优选的，步骤(1)中所述的基底种类为玻璃、硅片或聚合物层。

本发明的有益效果在于：

本发明利用的是聚合物在溶液中的相分离制备微透镜阵列。在有机溶液中，亲油的聚合物趋向聚集在一起并在界面张力的作用下形成球形结构，随着溶剂挥发，球形结构逐渐露出液面，直到溶剂完全挥发完，聚合物保持球形嵌于亲水聚合物中，形成微透镜阵列。

与现有技术相比，本发明利用聚合物的相分离制备出了微透镜阵列。该方法制备工艺简单，反应条件温和，制备过程之中运用到的材料廉价易得。同时，根据实际条件，采用不同的条件，可制备出具有不同功能以及不同尺寸的微透镜阵列。此外，该方法可实现在不同基底上制备微透镜在阵列。

附图说明

图1为本发明实施例1中所制备的微透镜阵列外观的扫描显微镜示意图；

图2为本发明实施例2中所制备的微透镜阵列外观的扫描显微镜示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明公开了一种微透镜阵列的制备方法，通过以下步骤实现：

(1)将基底清洗干净；

(2)将一种亲水聚合物和一种亲油聚合物按照1：2～20：1溶于有机试剂中，配置成浓度为0.5％～20％溶液；

(2)将大于1μl的上述溶液滴加于清洗干净的硅片上；

(4)将上述滴加溶液的硅片自然晾干，即得到微透镜阵列。

下面通过实施例对本发明作更为详细的描述。

实施例1

(1)将硅片清洗干净

(2)将1g分子量为2000的聚乙二醇和0.2g分子量为18800的聚苯乙烯溶于20g的二氯甲烷溶液中，配置成浓度为6％的溶液。

(3)将0.5ml的上述溶液滴加于硅片上

(4)将上述硅片放在室内自然晾干，得到微透镜阵列

实施例1中的样品进行扫面电子显微镜分析，结果如图1所示，微透镜阵列较为规整。

实施例2

(1)将硅片清洗干净

(2)将1g分子量为54000的聚甲基丙烯酸2-(二甲胺基)乙酯和1g分子量为18800的聚苯乙烯溶于100g的二氯甲烷溶液中，配置成浓度为2％的溶液。

(3)将1ml的上述溶液滴加于硅片上

(4)将上述硅片放在室内自然晾干，得到微透镜阵列

实施例2中的样品进行扫描电子显微镜分析，结果如图2所示，微透镜阵列较为规整。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种微透镜阵列的制备方法，属于微光学器件制备技术领域。本发明使用两种不同的聚合物溶于有机溶剂配置溶液，并将其滴在清洗干净的基底上，静置溶液直至晾干，从而得到微透镜阵列。本发明利用的是聚合物在溶液中的相分离制备微透镜阵列。在有机溶液中，亲油的聚合物趋向聚集在一起并在界面张力的作用下形成球形结构，随着溶剂挥发，球形结构逐渐露出液面，直到溶剂完全挥发完，聚合物保持球形嵌于亲水聚合物中，形成微透镜阵列。该方法制备工艺简单，反应条件温和，制备过程中使用的材料廉价易得。同时，实际操作中采用不同的条件，可制备出具有不同功能及不同尺寸的微透镜阵列。此外，该方法还可实现在不同基底上制备微透镜阵列。

技术研发人员：马宁;张馨月;朱旭;王强;魏浩;王伟;高闪;张智嘉;王国军;欧阳肖
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.09.01
技术公布日：2019.01.25