【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微纳制造及激光加工
,具体涉及一种具有毫微纳三级结构复眼透镜的制造方法。
技术介绍
在微纳光学元件的设计与制造中,自然界给予人类很多重要的启示,复眼透镜就是从昆虫复眼获得灵感的典型例子,昆虫复眼独特的微观结构赋予了其卓越的光学性能。首先,排列紧密、方向位置各异的小眼同时成像,使得复眼具有超大的视角和超高的动态响应能力;其次,小眼表面的纳米结构充当了空气与小眼界面的抗反射功能层,在宽频带内有效降低了入射光的反射率,使复眼具有超强的微弱光信号感知能力;再次,昆虫复眼的微纳多级结构使其具有了优异的超疏水性能、防雾和抗粘附特性,这种自清洁表面有利于使复眼成像系统在复杂环境(如潮湿环境等)中保持优异的成像性能。根据昆虫复眼的结构可知,一个理想的复眼透镜实际上是包含毫米、微米和纳米结构在内的三维复杂结构,因此,要实现具有上述高性能的复眼透镜的制造,就必须解决毫微纳三级跨尺度结构制造的难题,在曲面上形成规则可控的跨尺度三级结构。目前,复眼透镜多级结构制造都具有“先制造初级结构(大透镜),进而在初级结构曲面上制造次级结构(小透镜或纳米结构)”的特点。但是,由于次级结
构数目多,且制造工艺对目标平面的平整度要求较高,使得现有跨尺度复眼透镜制造技术饱受效率和结构特征完整性的困扰。并且所制得的复眼透镜最多只有两级结构,具有毫微纳三级结构的复眼透镜还没有被成功制造的先例。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的是提供一种具有毫微纳三级结构复眼透镜的制造方法,完整继承昆虫复眼的卓越性能,制造效率高。为了实现上述目的,本专利技术采 ...
【技术保护点】
一种具有毫微纳三级结构复眼透镜的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:1)使用PMMA甲苯溶液于第一玻璃基底上制得具有PMMA薄膜的第一样片;2)使用多孔氧化铝作为模具,利用纳米压印技术在第一样片上制得具有纳米结构的第二样片;3)使用PDMS浇灌第二样片,制得具有纳米结构的第一反模具;4)在第二玻璃基底上涂覆一层激光膨胀材料,制得用于激光加工的第三样片;5)在第三样片表面涂覆一层能紫外固化且固化后具有柔韧性的胶材料,使用第一反模具将纳米结构压印到胶材料上,制得具有纳米结构且可用于激光加工的第四样片;6)使用激光加工第四样片,使膨胀层产生微米级透镜状凸起,带动纳米结构的胶材料发生形变,实现纳米结构的三维曲面化,制得具有纳米+微米复眼透镜阵列的第五样片;7)将PDMS旋涂在第五样片上,制得具有微纳复合结构的第二反模具;8)使用第二反模具,利用气压辅助成形技术实现纳米+微米复眼透镜阵列的二次曲面化,制造毫米级尺度的透镜,实现毫微纳三级结构复眼透镜的制造。
【技术特征摘要】
1.一种具有毫微纳三级结构复眼透镜的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:1)使用PMMA甲苯溶液于第一玻璃基底上制得具有PMMA薄膜的第一样片;2)使用多孔氧化铝作为模具,利用纳米压印技术在第一样片上制得具有纳米结构的第二样片;3)使用PDMS浇灌第二样片,制得具有纳米结构的第一反模具;4)在第二玻璃基底上涂覆一层激光膨胀材料,制得用于激光加工的第三样片;5)在第三样片表面涂覆一层能紫外固化且固化后具有柔韧性的胶材料,使用第一反模具将纳米结构压印到胶材料上,制得具有纳米结构且可用于激光加工的第四样片;6)使用激光加工第四样片,使膨胀层产生微米级透镜状凸起,带动纳米结构的胶材料发生形变,实现纳米结构的三维曲面化,制得具有纳米+微米复眼透镜阵列的第五样片;7)将PDMS旋涂在第五样片上,制得具有微纳复合结构的第二反模具;8)使用第二反模具,利用气压辅助成形技术实现纳米+微米复眼透镜阵列的二次曲面化,制造毫米级尺度的透镜,实现毫微纳三级结构复眼透镜的制造。2.根据权利要求1所述的一种具有毫微纳三级结构复眼透镜的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:1)使用0.15ml质量分数为20%的PMMA甲苯溶液涂覆尺寸为2cm*2cm的第一玻璃基底,于常温下自然挥发8h,制得表面覆盖有厚度约为150μm的PMMA薄膜的第一样片(1);2)使用孔径为200nm、孔深为5μm的多孔氧化铝模具2,于第一样片(1)上经由纳米压印工艺,烘箱3温度设定为80℃,压印力为750KPa,压印时间为1h...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文君,梅雪松,孙学峰,杨显彬,潘爱飞,赵万芹,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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