一种曲面多光谱复眼结构制作方法技术

本发明专利技术涉及光学器械制备技术领域，具体公开了一种曲面多光谱复眼结构制作方法，在玻璃基底上制作出光刻胶AZ4620的复眼结构母版；然后，通过在PET基底背面集成多通道颜色光阻剂，实现带有效滤光功能的PET基底制作；再利用聚合物PUA的低表面能特性，经过两次复制，对AZ4620的复眼结构进行复制，得到PET基底的聚合物PUA的复眼结构；最后，将PET基底的两侧边缘固定在有一定夹角的夹具上，由于PET的柔韧性，PET会自然弯曲，形成了曲面复眼结构。本发明专利技术方法具有步骤简单，不需要复杂的设备，成本低等优点。

A Method for Making Surface Multispectral Compound Eye Structure

The invention relates to the field of optical device preparation technology, and specifically discloses a method for fabricating a curved surface multi-spectral compound eye structure. A composite eye structure master plate of photoresist AZ4620 is fabricated on a glass substrate. Then, a polyethylene terephthalate (PET) substrate with effective light filtering function is fabricated by integrating a multi-channel color photoresistor on the back of the PET substrate, and the low surface energy characteristics of the polymer PUA are utilized twice. The compound eye structure of AZ4620 was duplicated to obtain the compound eye structure of the polymer PUA based on PET. Finally, the edges of the two sides of the PET base were fixed on the fixture with a certain angle. Because of the flexibility of the PET, the polyester would bend naturally and form a curved compound eye structure. The method of the invention has the advantages of simple steps, no complicated equipment and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种曲面多光谱复眼结构制作方法
本专利技术涉及光学器械制备
，具体涉及一种曲面多光谱复眼结构制作方法。
技术介绍
在自然界中，生物复眼是由聚集在一起的一簇“小眼”所构成，通常整个复眼呈曲面结构。通过这些小眼可以将整个视场分成若干部分，每个小眼对应一定的视场角，只负责观察视场中的一部分。位于小眼后面的感光细胞将每个小眼观察到的情况采集下来，接合在一起就形成了整个视场的完整像。因此曲面复眼在获得更大的探测角度以及准确获取被探测曲面发出的信号等方面都有着潜在的应用。生物复眼通常具有体积小，视场角大，对高速移动物体敏感等优点。目前已有一些基于微透镜的仿生复眼成像系统被提出。但受到制作工艺的限制，这些复眼结构成像系统大多为平面结构，很大程度上丧失了曲面复眼结构的突出优点——大视场角。此外，传统的复眼结构成像系统都是全色成像，即，每一个透镜所成的图像是一模一样的图像，这其实浪费了每个独立小透镜可以独立成像的特点。虽然国外一些研究团队提出了一些在曲面上制作复眼结构的方法，但是这些方法由于设备、工艺复杂，在很大程度上限制了它的广泛范围。下面介绍已有的几种曲面复眼结构的制作方法。(1)激光光刻制造法DanielaRadtke等人(期刊论文，题目：Laserlithographicfabricationandcharacterizationofasphericalartificialcompoundeye期刊：OPTICSEXPRESS，Vol.15,No.6，19March2007)提出了一种通过激光直接在球面上光刻的方式来制作曲面复眼结构，这种方法能制作出较为完美的曲面复眼结构，但是该方法需要较为精密且昂贵的可旋转移动激光发射源，因此制作成本很高，且复杂的激光刻蚀技术，不适合大批量生产。(2)热成型法PuboQu等人(期刊论文，题目:Asimpleroutetofabricateartificialcompoundeyestructures期刊:OpticsExpress,Vol.20,No.5，27February2012)提出了一种利用热玻璃球将平面模板加热变形成曲面的制作工艺。该小组首先通过激光光刻和湿法刻蚀的方法在平面玻璃基底上制作出凹形复眼结构，然后用PMMA倾覆到该玻璃基底，固化PMMA制作出PMMA材质的复眼结构，最后加热球形热玻璃至130摄氏度，将PMMA热压成曲面，从而形成球面复眼结构。该方法工艺步骤多，需要的设备也较多，热压工艺实施起来也有一定的难度，同样不适合批量生产。因此，有必要针对上述现有技术中，需要昂贵的激光刻蚀技术和湿法腐蚀技术、工艺步骤多复杂、不适合大批量生产的问题，提出进一步的改进方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种曲面多光谱复眼结构制作方法。本专利技术方法先用传统的采用光刻和热熔法制作复眼结构母版，然后利用柔性透明PET基底和透明聚合物材料PUA(聚酯型聚氨酯)的自我复制能力，经过两次复制过程，制作出以PET为基底、PUA为透镜材料的复眼结构。由于PET的柔韧性，通过机械弯曲的方式，将PET弯曲成曲面形状，从而形成曲面复眼结构。进一步，通过在PET背面集成多通道颜色光阻剂，从而实现了多通道滤光片与复眼结构的结合，通过这样的结构和滤光片的滤光功能，每个独立的透镜就可以获得不同波段的图像，因此，此结构能够获取更多的图像信息，系统的集成度得到了提高。该方法不仅设备、加工方法简单，而且成本低，并且制作出来的复眼结构能保存的时间较长，不易损坏。为实现上述目的，本专利技术采取以下的技术方案：本专利技术曲面多光谱复眼结构制作方法，具体步骤如下：S1：在第一基底上涂覆正光刻胶，进行光刻显影，制作复眼结构母版；S2：在第二PET基底上涂覆一种颜色的光阻剂，通过光刻显影，获得至少一种颜色的滤光区域的PET基底滤光片；S3：在上述S1制作好的复眼结构母版上覆盖上聚合物PUA，再用第三PET基底覆盖聚合物PUA上，再在紫外光下曝光固化后，撕下第三PET基底，获得凹形复眼结构；S4、再在S3获得的凹形复眼结构上倾覆一层第二聚合物PUA，在第二聚合物PUA上覆盖具有滤光区域的第二PET基底，再在紫外光下曝光固化后，撕下具有滤光区域的第二PET基底，获得以第二PET基底为基底的PUA凸面复眼结构；S5：将具有PUA凸面复眼结构的第二PET基底的两侧边缘固定在有一定夹角的夹具上，形成曲面复眼结构。作为另一种实施方式，上述S2所述滤光区域为两种或两种以上，使得第二PET基底上形成多通道滤光区，多个滤光区域为逐个不同颜色光阻剂进行光刻显影获得。作为一种实施方式，S2所述一种颜色的光阻剂在第二PET基底上光刻显影后，在100～120℃下烘15～30分钟进行固化，以增加光阻剂与第二PET基底间的黏结力。作为一种实施方式，S1制作复眼结构母版时，掩膜板的各圆孔尺寸大小一致，可以制作出均匀PUA凸面复眼结构。作为另一种实施方式，S1制作复眼结构母版时，改变掩膜板的各圆孔尺寸大小，即各圆孔大小不相等，可以选择性地制作出非均匀PUA凸面复眼结构。本专利技术中所述第一基底、第二PET基底分别经清洗、干燥后，采用氧气等离子体进行处理，以增加其表面能。采用本专利技术所制备得到的得到的曲面多光谱复眼结构的凹面下方设置COMS传感器芯片，可以得到具有成像功能的复眼结构成像系统。本专利技术的有益效果为：本专利技术利用传统的光刻技术结合传统的光刻胶热熔法，在玻璃基底上制作出光刻胶AZ4620的复眼结构母版；然后，通过在PET基底背面集成多通道颜色光阻剂，实现带有效滤光功能的PET基底制作；再利用聚合物PUA的低表面能特性，经过两次复制，对AZ4620的复眼结构进行复制，得到PET基底的聚合物PUA的复眼结构；最后，将PET基底的两侧边缘固定在有一定夹角的夹具上，由于PET的柔韧性，PET会自然弯曲，形成了曲面复眼结构。首先，本专利技术方法复制出来的聚合物PUA凹形复眼结构可以重复使用多次，即不需要大量制作AZ4620复眼结构母版，仅需要该凹形聚合物PUA复眼结构就能复制出大量成品，从而极大的减少工艺步骤及工艺成本。其次，通过在PET背面集成多通道颜色光阻剂，最终组成的曲面多谱成像系统，可实现多谱图像的的同时获取。第三，由于固化后的PUA具有较强的化学和机械稳定性，因此制备的复眼结构能保存较长的时间。第四，本专利技术通过弯曲PET基底的方式形成曲面复眼结构，因此可以通过改变弯曲的夹角大小来改变曲面复眼结构聚光范围。第五，本专利技术还可以制作非均匀复眼结构，有利于CMOS传感器更好的接收到复眼结构汇聚的光线。第六，本专利技术制作的曲面复眼结构具有类似昆虫复眼所具有的广视角特点。附图说明图1为复眼结构母版及PET基底多通道滤光片制作示意图；图2为曲面多光谱复眼结构制作方法示意图；图3为非均匀PUA凸面曲面复眼结构示意图。图中标记：1-第一基底、2-正光刻胶、3-紫外光、4-圆孔掩膜板、6-圆柱形图案、7-复眼结构母版、8-第二PET基底、9-光阻剂、11-掩膜版、12-滤光区域、13-多通道滤光区；14-第三PET基底，15-第一聚合物PUA、18-凹形复眼结构、19-第二聚合物PUA、20-曲面复眼结构、21-PUA凸面复眼结构、22-弯曲的PUA凸面复眼结构、23-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曲面多光谱复眼结构制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在第一基底上涂覆正光刻胶，进行光刻显影，制作复眼结构母版；S2：在第二PET基底上涂覆一种颜色的光阻剂，通过光刻显影，获得至少一种颜色的滤光区域的PET基底滤光片；S3：在上述S1制作好的复眼结构母版上覆盖上聚合物PUA，再用第三PET基底覆盖聚合物PUA上，再在紫外光下曝光固化后，撕下第三PET基底，获得凹形复眼结构；S4、再在S3获得的凹形复眼结构上倾覆一层第二聚合物PUA，在第二聚合物PUA上覆盖具有滤光区域的第二PET基底，再在紫外光下曝光固化后，撕下具有滤光区域的第二PET基底，获得以第二PET基底为基底的PUA凸面复眼结构；S5：将具有PUA凸面复眼结构的第二PET基底的两侧边缘固定在有一定夹角的夹具上，形成曲面复眼结构。

【技术特征摘要】
1.一种曲面多光谱复眼结构制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在第一基底上涂覆正光刻胶，进行光刻显影，制作复眼结构母版；S2：在第二PET基底上涂覆一种颜色的光阻剂，通过光刻显影，获得至少一种颜色的滤光区域的PET基底滤光片；S3：在上述S1制作好的复眼结构母版上覆盖上聚合物PUA，再用第三PET基底覆盖聚合物PUA上，再在紫外光下曝光固化后，撕下第三PET基底，获得凹形复眼结构；S4、再在S3获得的凹形复眼结构上倾覆一层第二聚合物PUA，在第二聚合物PUA上覆盖具有滤光区域的第二PET基底，再在紫外光下曝光固化后，撕下具有滤光区域的第二PET基底，获得以第二PET基底为基底的PUA凸面复眼结构；S5：将具有PUA凸面复眼结构的第二PET基底的两侧边缘固定在有一定夹角的夹具上，形成曲面复眼结构。2.根据权利要求1所述的曲面多光谱复眼结...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸思，金建，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44