使用重力制造透镜制造技术

本申请公开了透镜制作方法(100)，该方法使用固化在载玻片(214)上的一滴聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液(210)形成具有弯曲表面(211a)的PDMS支承层(211)。然后另外的PDMS滴(210)沉积在PDMS支承层(211)的弯曲表面(211a)上；然后倒置载玻片以使重力向下拉动未固化的另外的PDMS溶液(210)。然后固化倒置的载玻片上的另外的PDMS溶液(210)。沉积、载玻片倒置以及另外的PDMS滴(210)的固化的每次重复增加附加的PDMS层，改变透镜的形状和焦距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求以澳大利亚国立大学的名义于在先申请日2014年1月31日提交的第2014900293号澳大利亚临时专利申请的权利，其全部内容通过整体引用并入本文。
本专利技术大体上涉及透镜的制造，具体地，涉及到使用重力无模具制造透镜。
技术介绍
现有制造透镜的方法(例如：软刻蚀、化学处理等)通常包括多个步骤，例如：高温注塑成聚合物、研磨玻璃等。这样的透镜制造技术通过过度使用原材料、化学反应等潜在地浪费了大量原材料。现有技术还依赖模具成形透镜，由于模具中的瑕疵而引起制造的透镜的缺陷并且在制造期间不允许改变透镜的形状。这样的方法只允许生成特定焦距的透镜。因此，需要有可以减少或消除原材料浪费和/或使用模具来制造透镜的方法。
技术实现思路
公开了旨在解决上述问题的透镜制造技术。该透镜制造技术使用固化在水平载玻片上的聚二甲硅氧烷(PDMS)溶液滴形成具有弯曲表面的PDMS支承层。然后，另外的PDMS滴沉积在PDMS支承层的弯曲表面上；然后，倒置载玻片以使重力向下拉动未固化的另外的PDMS滴。然后固化另外的倒置的PDMS滴。另外的PDMS滴的沉积、载玻片倒置以及固化的每次重复都增加附加层的PDMS，从而改变透镜的形状和焦距。根据本公开的第一方面，本公开提供了使用重力制造透镜的方法，该方法包括：使用针状物在载玻片上形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)支承层，PDMS支承层具有弯曲表面；使用针状物将另外的PDMS沉积到载玻片上的PDMS支承层的弯曲表面上；倒置载玻片；固化倒置的载玻片上的PDMS支承层。本文还公开了本专利技术的其他方面。附图说明将参照附图描述本专利技术的至少一个实施方式，在附图中：图1是示出了根据本专利技术的实施方式的重力辅助的附加透镜制造方法的流程图；图2A至2F示出了图1的方法的框图；图3A至3D是示出了用于测试使用图1的方法制造的四个透镜以及这些透镜的性能的实验设置的框图；以及图4A至图4C是示出了使用图1的方法制造的透镜的准直功能的框图和曲线图。具体实施方式在任意一个或多个附图中参考步骤和/或特征，这些步骤和/或特征具有相同的附图标记，用于本说明书的目的的那些步骤和/或特征具有相同的功能或操作，除非出现相反意图。公开了本专利技术的提供结合层次和重力的非模制透镜制造方法的实施方式，该方法有效地利用具有小损耗的原始材料。公开的透镜制造方法还能够在制造期间控制透镜的形状以生成变化焦距的透镜。图1示出了重力辅助的附加透镜制造的方法100的流程图，而图2A至图2F提供了方法100的每个步骤的图示。方法100从步骤110至步骤130开始以在载玻片214(在图2A中示出)上形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)支承层211。例如，载玻片214可以为抛光的平面玻璃载玻片，例如盖玻片。在步骤110中，提取一定量的PDMS 210。针状物212(在图2A中示出)通过将针状物212的尖端浸入到PDMS溶液210中来提取少量PDMS溶液210(例如，约100+/-20μl)。针状物212的尖端通常是精细的(例如，约18-21规格厚度)并且在浸入PDMS溶液之前和之后，均垂直于载玻片214布置。PDMS溶液210是高粘性的，因此允许少量的PDMS溶液容易地粘附在针尖上。在该方法中，针状物尖端的厚度决定当针状物被沉浸时接触PDMS溶液210的表面面积，该表面积转而决定被提取的PDMS溶液210的量。因此，针状物尖端的尺寸决定提取的PDMS溶液210的量。PDMS溶液210通常通过将PDMS基与固化剂以10:1的比例(以重量测量)混合来得到。PDMS溶液210的混合通常通过使用棉签或其他混合设备实现。允许静置混合的PDMS溶液210，在针状物212浸入PDMS溶液210之前，在搅拌期间去除残余气泡。然后步骤110进行到步骤120。在步骤120中，被提取的PDMS沉积在载玻片上。具有提取的PDMS溶液210的针状物212保持在载玻片214上，以使重力拉动PDMS溶液210，直到一滴PDMS溶液沉积至载玻片214上。在PDMS滴210沉积到载玻片214期间，载玻片214被布置为平行于地面，从而避免沉积的PDMS滴210在载玻片214上滑动。即，载玻片214在沉积过程中大致水平布置。载玻片214是由具有化学惰性且具有低表面粗糙度表面的材料制成，例如玻璃。图2A示出了PDMS溶液210沉积在载玻片214上的示意图。图2中的5个步骤(1)-(5)示出了PDMS溶液210从针状物212的尖端掉落并沉降在载玻片214上。图2B在步骤1-3中示出了使沉积的PDMS滴211的沉降在水平载玻片214上。图2A的图像280示出了PDMS滴210沉积在载玻片214上并且沉降在载玻片214上的摄影图像。步骤120进行到步骤130。在步骤130中，沉积的PDMS 211被固化。水平载玻片214上的沉积PDMS 211放置在预定温度的烤箱中一段时间。例如，烤箱通常设置为以70℃的温度将PDMS 211固化15分钟。但是可使用其他合适的温度和时间段来固化PDMS 211。所固化的PDMS 211可用作随后PDMS层的支承层。然后步骤130进行到步骤140。在步骤140中，将另外的PDMS 210沉积在固化的PDMS上。另外的PDMS滴210沉积在PDMS支承层211的弯曲表面211a上-在图2C中示出。然后步骤140进行到步骤150。在步骤150中，将载玻片214倒置。在另外的PDMS滴210被沉积在PDMS支承层211上之后，为了避免另外的沉积的PDMS滴210溢出到载玻片214上，将载玻片214快速倒置(通常两秒内)(如图2D所示)。当载玻片214倒置时，由于存在于另外的PDMS滴210和弯曲表面211a之间的界面力，另外的PDMS滴210的沉积继续停留在弯曲表面211a上。同时，重力朝向地面拉动另外的PDMS滴210。这两个力的结合引起另外的PDMS滴210下垂，并且由于重力，任何过量的PDMS 210将从PDMS支承层211掉落。此外，由于另外的PDMS滴210在弯曲表面211a上经受恒力，所制造的透镜呈现增加的曲率(例如降低透镜半径)。因此，可沉积在PDMS支承层211上的另外的PDMS滴210的量取决于弯曲表面面积211a；并且大曲率半径的弯曲表面211a可以支承更多另外的PDMS滴210。图2D还示出了当载玻片214倒置时，另外的PDMS溶液210的下垂。然后步骤150进行到步骤160。在步骤160中，固化倒置的载玻片214上的PDMS。倒置的载玻片214在预先设定温度的烤箱中放置预定的时间段，以固化另外的PDMS滴210。如上文所述，烤箱可在70℃的温度处设置15分钟以固化另外的PDMS 210。步骤160进行步骤170。在步骤170中，检查制造的透镜是否具有要求的焦距。如果是否(NO)，则步骤170进行到步骤140，然后重复步骤140到170，以向透镜增加额外的层。否则(YES)，方法100完成。通过重复步骤140到160的过程，另外的PDMS滴210沉积在PDMS支承层211上。每个增加的层增加制造的透镜的曲率，同时减小制造的透镜的焦距。图2E和图2F示出了一至四层另外的PDMS滴210沉积到PDMS支承层211上。透镜220为具有固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用重力制造透镜的方法，所述方法包括：使用针状物在载玻片上形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)支承层；所述聚二甲基硅氧烷支承层具有弯曲表面；使用针状物将另外的聚二甲基硅氧烷沉积在所述载玻片上的所述聚二甲基硅氧烷支承层的弯曲表面上；倒置所述载玻片；以及将所述聚二甲基硅氧烷固化在倒置的载玻片上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 AU 20149002931.一种使用重力制造透镜的方法，所述方法包括：使用针状物在载玻片上形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)支承层；所述聚二甲基硅氧烷支承层具有弯曲表面；使用针状物将另外的聚二甲基硅氧烷沉积在所述载玻片上的所述聚二甲基硅氧烷支承层的弯曲表面上；倒置所述载玻片；以及将所述聚二甲基硅氧烷固化在倒置的载玻片上。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述形成所述聚二甲基硅氧烷支承层包括以下步骤：通过将所述针状物的尖端浸入所述聚二甲基硅氧烷中来提取所述聚二甲基硅氧烷；将所述针状物上的所述聚二甲基硅氧烷沉积到所述载玻片上；以及将所述聚二甲基硅氧烷固化在所述载玻片上。3.如权利要求1或2所述的方法，包括通过重复以下步骤改变透镜的形状，以减小所述透镜焦距：使用所述针状物将另外的聚二甲基硅氧烷沉积到所述聚二甲基硅氧烷支承层上；倒置所述载玻片；以及将所述聚二甲基硅氧烷固化在所述倒置的载玻片上。4.如权利要求2或3所述的方法，当权利要求3从属于权利要求2时，其中，沉积在所述载玻片上的聚二甲基硅氧烷的数量确定所述聚二甲基硅氧烷支承层的尺寸，从而确定所制造的透镜的尺寸。5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，当权利要求3或4从属于权利要求2时，其中，当所述针状物浸入所述聚二甲基硅氧烷时，所述针状物的尖端处于相对于载玻片的竖直位置。6.如前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟明，
申请(专利权)人：澳大利亚国立大学，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU