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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学器件领域、微纳加工领域,具体涉及一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列及该集成了超疏水和变焦功能的微透镜阵列的制备方法。
技术介绍
1、微透镜阵列在ar、vr和光学成像等领域有着广泛的应用。然而在室外或潮湿的环境使用时,水滴可能会粘附在微透镜表面,导致成性能明显下降;此外,由于微透镜阵列具有体积小、视场角广等优点,具有用于医学内窥镜的前景,但是人体内部的组织液会对成像效果带来较大的影响,此外,传统微透镜阵列景深较小,实际使用时希望能获得病变区域更多的信息,因此迫切需要集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列。
2、cn106950618a提出一种在微透镜表面制备仿生超疏水结构的方法,以此提高微透镜的疏水性能,使其具有防雾的功能。然而该方法会对成像、透光率等光学性能带来一定的影响。
3、cn114942484a提出一种是在微透镜的间隙中加入圆柱结构,在保持光学性能的同时提高疏水性能。然而该方法透镜尺寸单一,不具备变焦的功能,限制了其应用范围。
4、因此需要一种具有超疏水性能,同时拥有变焦成像性能的微透镜阵列结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列及该集成了超疏水和变焦功能的微透镜阵列的制备方法。
2、为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:
3、第一方面,本专利技术提供了一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,包括透明基底和加工于透明基底上的
4、优选的方案是,所述阵列透镜的基本单元由5个直径分别为80μm、70μm、60μm、50μm、40μm,高度5-10μm,圆心距80μm的透镜构成一组透镜组(直径等差增长且直径差为8-12cm,高度5-10μm,圆心距80-82μm),每个透镜四周均均匀设有微米级超疏水结构。
5、微米级超疏水结构为微柱状凸起,微柱状凸起等效直径为20-40μm,高度15-30μm。
6、微柱状凸起顶部另设有爪状凸起结构,微米级超疏水结构总高度高于阵列透镜的厚度。
7、第二方面,本专利技术还提供一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列的制备方法,包括以下步骤:
8、s1:在玻璃基底上旋涂正性光刻胶,离心速度为450rpm,离心时间20s,静止10min后,再旋涂一层正性光刻胶,离心速度为450rpm,离心时间20s,静止10min;
9、s2:将光刻胶放置在热板上,85℃加热40min;
10、s3:利用3d光刻技术将集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列结构制备到光刻胶层上;
11、s4:曝光后的光刻胶板进行显影,并进行坚膜处理(115℃加热4min),制得光刻胶模板;
12、s5:利用纳米压印技术,将集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列结构转印到聚二甲基硅氧烷(pdms)上,得到反结构的pdms模具;
13、s6:利用六甲基二硅氮烷(hmds)对pdms模具进行硅烷化处理,降低材料表面能;
14、s7:在pdms模具结构面上旋涂pdms预聚物,并于75℃下加热2h,使pdms固化;
15、s8:揭膜后得到以pdms为透明基底的集成了超疏水和变焦功能的微透镜阵列。
16、与现有技术相比,本专利技术的优点及有益效果为:
17、本专利技术利用在不同焦距的阵列透镜四周设有微米级多级超疏水结构的微透镜阵列,得到具有超疏水功能的多景深变焦成像微透镜阵列,使微透镜阵列在极端潮湿的环境下也能实现完美的超疏水性和光学性能,可用于极端潮湿的环境,如医学内窥镜,拓展微透镜阵列的应用前景。
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1.一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:包括透明基底(1)和加工于透明基底上的阵列透镜(2);所述阵列透镜为不同焦距的阵列透镜组;阵列透镜四周设有若干微米级超疏水结构;所述微米级超疏水结构为多级结构即微米级多级超疏水结构(3)。
2.根据权利要求1所述集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:所述阵列透镜的基本单元由若干个直径分别以直径差为8-12μm等差增长的透镜构成;所述若干透镜中直径相同的透镜呈纵向均匀排布;直径分别以直径差8-12μm等差增长的透镜自大到小呈横向排布构成一个透镜组;透镜之间的圆心距相等。
3.根据权利要求2所述集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:所述透镜组由5个直径等差增长且直径范围为36-84μm,高度5-10μm,圆心距80-82μm的透镜构成,即5个不同焦距的透镜组(2)。
4.根据权利要求3所述集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:所述微米级多级超疏水结构(3)为若干微柱状凸起;所述微柱状凸起顶部另设有爪状凸起结构,微米级多级超疏水结构(3)总高度高于阵列透镜的厚度。
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1.一种集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:包括透明基底(1)和加工于透明基底上的阵列透镜(2);所述阵列透镜为不同焦距的阵列透镜组;阵列透镜四周设有若干微米级超疏水结构;所述微米级超疏水结构为多级结构即微米级多级超疏水结构(3)。
2.根据权利要求1所述集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:所述阵列透镜的基本单元由若干个直径分别以直径差为8-12μm等差增长的透镜构成;所述若干透镜中直径相同的透镜呈纵向均匀排布;直径分别以直径差8-12μm等差增长的透镜自大到小呈横向排布构成一个透镜组;透镜之间的圆心距相等。
3.根据权利要求2所述集成超疏水和变焦功能的微透镜阵列,其特征在于:所述透镜组由5个直径等差增长且直径范围为36-84μm,高度5-10μm...
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