[发明专利]彩色微透镜阵列及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及一种彩色微透镜阵列及其制备方法。

背景技术

微透镜列阵是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的列阵，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、集成度高、多通道等特点，使得它能够完成传统光学元件无法完成的功能，并能构成许多新型的光学系统。

在一些实际应用中，有时人们只关心某一单色光的成像。例如，人体血管成像中需要关心的是蓝色光线所成的像，这就需要用到多谱成像系统。人们采用多通道集成彩色滤光片与微透镜阵列相结合的方式，利用微透镜阵列的多通道特点，可以实现多谱成像功能。目前已有很多微透镜阵列制造技术，主要有以下几种方法。

(1)光刻胶热回流技术

光刻胶热回流法(光刻胶热熔法)是Zoran D.Popovic等人(期刊论文，题目:Technique for monolithic fabrication of microlens arrays期刊:Applied Optics,Vol.27,Issue7,pp.1281-1284，1988)提出的，整个工艺过程可以分为三步，一、对基版上的光刻胶在掩模的遮蔽下进行曝光，曝光图案呈圆形，矩形或正六边形；二、对曝光后的光刻胶进行显影并清洗残余物质；三、放臵于加热平台上，热熔成型。由于这种方法具有工艺简单，对材料和设备的要求较低，工艺参数稳定且易于控制，复制容易等优点，被广泛地用于微透镜阵列的制备当中。该方法是制备微透镜整列最成熟的方法之一，成功率高。但是光刻胶热熔法只适用于正光刻胶，而颜色光阻剂是负光刻胶，不能用该方法来制备微透镜阵列。因此该方法制备的微透镜达不到对某一单色光的单独聚光、成像，在某些应用中会受到限制。

（2）软压印技术

王伟等人(期刊论文，题目：一种新型聚合物微透镜阵列的制造技术期刊:中国激光，第36卷11期，2009年11月)提出了一种利用软模压印制备微透镜阵列的技术。采用传统的光刻胶热熔方法制备微透镜阵列母版，利用复制模具的方法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上得到一个和母版表面图形相反的模具，最后通过压印的方法把聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具上的图形转移到涂有紫外固化胶的玻璃基片上，待紫外胶完全固化后可得到和母版一致的微透镜阵列。该方法工艺简单，成本低。但是使用普通的紫外胶同样达不到对某一单色光的单独聚光、成像。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

目前，已有的方法制备的微透镜阵中，都存在一定的不足。如光刻胶热回流技术，它只适用于正光刻胶，而颜色光阻剂是负光刻胶，不能用该方法来制备微透镜阵列。因此该方法不能制备出对某一单色光单独聚光、成像的微透镜。软压印技术由于使用的是普通的紫外胶，同样达不到对某一单色光的单独聚光、成像。如果想实现想对某一单色光成像，需要与专门的滤光片结合，这样就存在滤光片与微透镜阵列对准的问题，从而增加了系统的复杂度，在某些应用中会受到限制。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种彩色微透镜阵列及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种彩色微透镜阵列制备方法，所述方法至少包括：

提供基底；

通过热熔工艺在基底上制备光刻胶微透镜阵列母版；

将聚二甲基硅氧烷黏稠液覆盖在所述母版上，制得带有凹形微透镜阵列的聚二甲基硅氧烷软印章；

将聚二甲基硅氧烷软印章上的微透镜阵列结构复制在另一基底的颜色光阻剂上，制得微透镜阵列；

重复上述步骤，利用不同的颜色光阻剂，可以制备不同颜色的微透镜阵列。

具体地，所述将聚二甲基硅氧烷黏稠液覆盖在所述母版上，制得聚二甲基硅氧烷软印章，包括：

将预聚体和固化剂按照体积比为10：1进行混合，制得聚二甲基硅氧烷黏稠液；

将所述聚二甲基硅氧烷黏稠液完全覆盖所述微透镜阵列母版，在85℃时烘烤30分钟后使其固化；

将固化的聚二甲基硅氧烷层从所述微透镜阵列母版上剥离，得到带有凹形微透镜阵列的聚二甲基硅氧烷软印章。

具体地，所述将聚二甲基硅氧烷软印章上的微透镜阵列结构复制到另一基底的颜色光阻剂上，制得微透镜阵列，包括：

提供另一片基底；

在所述基底上旋涂红色光阻剂，制得红色光阻剂基底；

将所述聚二甲基硅氧烷软印章压在红色光阻剂上，所述聚二甲基硅氧烷软印章上的微透镜阵列结构复制在所述另一基底的红色光阻剂上，制得只能透过红色的微透镜阵列。