一种数值孔径可控的微透镜阵列的电辅助制造方法

摘要

一种数值孔径可控的微透镜阵列的电辅助制造方法，采用透明导电玻璃作为基材，先在基材上制备介电层，再在介电层上制备微型液滴阵列，然后搭接直流电源，将透明导电玻璃的导电面接入电压负极端，并将插入微型液滴的铜丝电极接入电压的正极端施加电压，增大电压可减小微型液滴的表观接触角，同时增大微型液滴的曲率半径，对不同的微型液滴施加不同的电压可获得不同的曲率半径，最后撤去电压并抬起铜丝电极，采用紫外灯箱辐照将成型的微型液滴阵列固化，获得变数值孔径的固态微透镜阵列，本发明在电润湿作用下能够精确且可重复地调控微型液滴的接触角，实现了在同一个光学器件上获得具有不同数值孔径的微透镜阵列。

主权项

一种数值孔径可控的微透镜阵列的电辅助制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)以厚度为2mm的ITO透明导电玻璃(1)作为基材，并依次采用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，氮气吹干后，在150℃烘箱中烘烤1h；2)在ITO透明导电玻璃(1)上滴加5～10μl的NOA61(一种紫外固化型的光学粘结剂)，采用柔性的PDMS(聚二甲基硅氧烷)微纳米织构化模板进行纳米压印，紫外辐照3～5min固化并脱模后，形成一层厚度为5～10μm的具有微纳米织构化复型表面的NOA61薄膜的介电层(2)；3)采用数字微量进给器在NOA61薄膜介电层(2)表面施加大小一致、体积均为0.1～1μl的NOA61微型液滴(3)；4)搭接直流电压，将ITO透明导电玻璃(1)的导电面接入电压负极端，并将插入到微型液滴(3)的铜丝电极(4)接入电压正极端，闭合电源开关对微型液滴(3)施加电压；5)通过调节所施加的直流电压大小来控制微型液滴的表观接触角，同时调节微型液滴的曲率半径，按照U0<U1<U2<U3的顺序，依次施加于不同的微型液滴(3)，获得表观接触角减小而曲率半径增大的微型液滴(3)；6)断开直流电压电源，抬起铜丝电极(4)，由于介电层(2)表面的粘性作用所引起的接触角滞后，使微型液滴(3)得以维持在变化后的形状而不会发生回复，以此实现数值孔径一一对应的精确调控；将样片置于紫外灯箱中辐照3～5min即使微型液滴发生固化并形成定型的数值孔径不同的微透镜阵列(5)。