一种光流体微纳器件动态加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光流体微纳器件动态加工装置，包括光源，在所述光源出射光束行进方向上依次设置有光束整形器件、与空间光调制控制器连接的空间光调制器、聚焦物镜以及光流体模块，所述的光源出射光束依次经过光束整形器件、空间光调制器、聚焦物镜以及光流体模块。本实用新型专利技术的一种光流体微纳器件动态加工装置具有过程步骤少工艺简单，制作装置简单成本低，可以加工不同形状微纳器件，并能够进行不同微纳器件动态实时调整，便于微纳器件进行后续自组装处理等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种光流体微纳器件动态加工装置，包括光源，在所述光源出射光束行进方向上依次设置有光束整形器件、与空间光调制控制器连接的空间光调制器、聚焦物镜以及光流体模块，所述的光源出射光束依次经过光束整形器件、空间光调制器、聚焦物镜以及光流体模块。本技术的一种光流体微纳器件动态加工装置具有过程步骤少工艺简单，制作装置简单成本低，可以加工不同形状微纳器件，并能够进行不同微纳器件动态实时调整，便于微纳器件进行后续自组装处理等特点。【专利说明】—种光流体微纳器件动态加工装置
本技术属于光学
，涉及一种微纳器件加工装置，特别是一种光流体微小器件动态加工装置，主要用于微纳器件加工、微纳实验构建、微动力学、微流体力学、光电检测、生化分析、环境监测、复合材料制备、防伪技术等领域中的微纳器件加工。
技术介绍
器件小型化需求广泛存在于微纳器件加工、微纳实验构建、微动力学、微流体力学、光电检测、生化分析、环境监测、复合材料制备、防伪技术等诸多领域，并且对相关领域发展起着非常重要的作用。小型化器件加工装置是基础，特别是微纳器件加工装置更是极为重要，在宏观器件向微纳尺度研发过程中起到决定性作用。 在先技术中，存在微纳器件加工装置和技术，例如集成电路器件的光刻技术，光刻技术包含有很多步骤与流程，首先要在硅片上涂上一层耐腐蚀的光刻胶，随后让强光通过一块刻有电路图案的镂空掩模板照射在娃片上。被照射到的部分光刻胶会发生变质，而构筑栅区的地方不会被照射到，所以光刻胶会仍旧粘连在上面。接下来就是用腐蚀性液体清洗硅片，变质的光刻胶被除去，露出下面的硅片，而栅区在光刻胶的保护下不会受到影响。随后就是粒子沉积、掩膜、刻线等操作，直到最后形成成品晶片。现有光刻技术具有一定的优点，但也存在不足:制作过程步骤多、工艺复杂；制作作用装置复杂，价格昂贵，并且对环境要求高；微纳结构掩膜版是固定的，当所需要加工图形不同时，需要对应的掩膜版进行替换，不能动态实时调整。 在先技术中，还存在一种微纳器件加工装置，即激光直写装置，参见美国授权专利，Sub-mi cron laser direct write ;专利号:US8101247B2 ;专利曰其月(Date ofPatent):2012年I月24日(Jan.24,2012)。此在先技术具有一定优点，但是仍存在一些本质不足:系统主要在固体基底上进行结构加工，不能加工完全分离的微纳器件；所加工微纳器件的形状受限制，不能灵活加工任意形状微纳器件；制备系统构建具有相当难度，对光机机构要求高；所加工微纳不便于进行后续自组装处理等活动；不便于工作在液体环境中微纳器件加工制备。
技术实现思路
本技术针对现有技术中存在的技术问题提出了一种光流体微纳器件动态加工装置，具体方案如下: —种光流体微纳器件动态加工装置，包括光源，在所述光源出射光束行进方向上依次设置有光束整形器件、聚焦物镜以及光流体模块，所述的光束整形器件和所述的聚焦物镜之间还设有用于调整所述光源出射光束光斑形状的空间光调制器，所述空间光调制器还连接有空间光调制控制器。 本技术的基本构思是:利用光致固化原理，将焦点区域光强调控技术和光流控技术相结合，光束经过调制后在焦点区域产生所需微纳结构器件图形，微流控系统中光致固化胶流体流经焦点区域，在微纳结构器件形状光强照射下发生固化，制备形成了所需要微纳结构器件，成形微纳架构器件在流体流动推动下进入下一步流程。具体步骤如下:光源出射光束首先经光束整形器件整形后进入空间光调制器，空间光调制器中的图案被聚焦至光流体模块上，空间光调制器中的投影图案(微纳器件结构图案)可以通过与空间光调制器连接的空间光调制控制器进行实时调整，光束经空间光调制器后进入聚焦物镜，光流体模块置于聚焦物镜的焦点区域。此方法成本低，对环境和机构要求低，可以实时加工不同形状微纳器件，可以实现液体环境中微纳器件加工制备。 作为优选，所述的光束整形器件为扩束准直镜。一般光源出射光束多为发散式，而空间光调制器为光透射部件，为了使光源出射光束更好地加载空间光调制器中的图案信息，需要近似准直平行光作为载体，所以光源出射光束需经过整形。 作为优选，所述的光流体模块为两端开口结构，包括流道边界、位于所述光流体模块两端的流体入口和流体出口、位于流道边界内的流体光刻胶。 进一步优选，所述的空间光调制器与所述的聚焦物镜之间还设有与光束夹角成45°的分光镜，所述光源出射光束经所述光束整形器件、所述空间光调制器后投射到所述分光镜，并经所述分光镜表面反射后投射到所述聚焦物镜，最后聚焦到所述光流体模块；在所述聚焦物镜、所述分光镜连线方向上依次设有滤光镜、成像镜头和光电成像部件。 光源出射光束经整形、透射后投射到分光镜的的反射表面(分光面)上，因平面分光镜与光束的夹角为45°，所以光束经分光面反射后光束行进方向偏转90°，反射光束继续行进至聚焦物镜，聚焦后进入光流体模块，带微纳器件结构图案的光束聚焦至光流体模块中的光流体上，经光致固化作用光流体形成微纳器件结构；同时，光束经光流体模块反射后再次反向依次经过聚焦物镜、分光镜、滤光镜、成像镜头并最终进入光电成像部件，反射光路上的成像光路用于监控整个微纳器件结构形成过程。 作为优选，所述的分光镜在光束反射表面的背面设有针对可见光的减反增透膜。 与现有技术相比，本技术的优点: I)在先技术中可以采用集成电路领域中的光刻机进行微纳器件加工，但是制作过程步骤多、工艺复杂；制作作用装置复杂，价格昂贵，并且对环境要求高；利用激光直接技术同样存在制备系统构建具有相当难度，并且对光机机构要求高，本技术利用光致固化原理，将焦点区域光强调控技术和光流控技术相结合，加工过程步骤少工艺简单，便于实现，制作装置简单，成本低，便于使用和推广，并且对环境和结构要求低。 2)在先存在的光刻机技术中微纳结构掩膜版是固定的，当所需要加工图形不同时，需要对应的掩膜版进行替换，不能动态实时调整；激光直写技术同样存在所加工微纳器件的形状受限制，不能灵活加工任意形状微纳器件。本技术可以通过对入射光束进行调制产生各种所需微纳器件形状，并且可实现动态调控，所以技术装置可以加工不同形状微纳器件，并能够进行不同微纳器件动态实时调整，拓展了加工灵活性。 3)另外，本技术可以利用光流控技术，加工成型的微纳器件在流体带动下自动进入下一个流程，因此，便于微纳器件进行后续自组装处理，可以实现液体环境中微纳器件加工制备。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的一种光流体微纳器件动态加工装置的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术作进一步详细描述。 如图1所示为本技术的一种光流体微纳器件动态加工装置的结构示意图，一种光流体微纳器件动态加工装置，包括光源1，沿光源I光束出射方向依次设有准直扩束镜 2、空间光调制器3和分光镜4,分光镜4为平面镜,且分光镜4与光源I光束出射方向的夹角为45°，光源I出射光束经分光镜4的分光面401反射后光束行进方向偏转90°并进入聚焦物镜5，光束经聚焦物镜5聚焦后投射到光流体模块6并通过光致固化作用形成微纳器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光流体微纳器件动态加工装置，包括光源，在所述光源出射光束行进方向上依次设置有光束整形器件、聚焦物镜以及光流体模块，其特征在于，所述的光束整形器件和所述的聚焦物镜之间还设有用于调整所述光源出射光束光斑形状的空间光调制器，所述空间光调制器还连接有空间光调制控制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郁敏，南学芳，杨杰，高秀敏，
申请(专利权)人：高秀敏，
类型：新型
国别省市：上海;31