[发明专利]一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法

权利要求书

1.一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，该方法是采用如下步骤实现的：

S1：选取热氧化高掺杂硅晶圆（1），并对热氧化高掺杂硅晶圆（1）进行预处理；然后，采用步进提拉法将纳米粒子悬浮液（2）中的纳米粒子捕捞至热氧化高掺杂硅晶圆（1）的表面；

其特征在于：该方法还包括如下步骤：

S2：在热氧化高掺杂硅晶圆（1）的表面形成第一单层纳米粒子薄膜（3），并对第一单层纳米粒子薄膜（3）进行低表面能处理；

S3：采用数字微量注射器（4）在第一单层纳米粒子薄膜（3）的表面施加聚合物液滴（5）；

S4：选取交流电源（6）和电极（7），并将交流电源（6）的两端分别与电极（7）和热氧化高掺杂硅晶圆（1）的导电面连接；然后，将电极（7）插入聚合物液滴（5）中，并接通交流电源（6），由此使得聚合物液滴（5）在电场作用下变形成为液态透镜（8），同时使得液态透镜（8）对第一单层纳米粒子薄膜（3）的表面实现微观浸润，进而使得第一单层纳米粒子薄膜（3）嵌入液态透镜（8）的平面；

S5：断开交流电源（6），并将电极（7）从液态透镜（8）中抽出；

S6：采用紫外灯箱对液态透镜（8）进行辐照，由此使得液态透镜（8）固化成为固态透镜（9）；

S7：采用自组装方法将纳米粒子悬浮液（2）中的纳米粒子捕捞至固态透镜（9）的曲面；

S8：在固态透镜（9）的曲面形成第二单层纳米粒子薄膜（10）；

S9：以第二单层纳米粒子薄膜（10）为掩蔽层，采用反应离子刻蚀方法对固态透镜（9）的曲面进行亚微米刻蚀加工，由此在固态透镜（9）的曲面形成纳米锥阵列结构（11）；

S10：去除第二单层纳米粒子薄膜（10）；

S11：采用真空吸附法将固态透镜（9）剥离下来，由此得到全增透嵌入式纳米复合透镜。

2.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述步骤S1中，预处理的步骤如下：首先，采用piranha溶液对热氧化高掺杂硅晶圆（1）进行水浴加热1h；然后，采用去离子水对热氧化高掺杂硅晶圆（1）进行冲洗；然后，采用氮气将热氧化高掺杂硅晶圆（1）吹干后在150℃下烘烤1 h。

3.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述步骤S2中，低表面能处理的步骤如下：首先，将第一单层纳米粒子薄膜（3）置于氟硅烷溶液中浸泡12h；然后，将第一单层纳米粒子薄膜（3）在200℃下烘烤3~5h，由此使得第一单层纳米粒子薄膜（3）表面含有氟碳基团。

4.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述步骤S6中，辐照时间为3~5min。

5.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述热氧化高掺杂硅晶圆（1）的厚度为500μm。

6.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述聚合物液滴（5）为NOA聚合物液滴，其体积为10pL ~10μL。

7.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述电极（7）为铜丝电极或铂丝电极，其直径为30~100μm。

8.根据权利要求1所述的一种全增透嵌入式纳米复合透镜的电润湿调控成形方法，其特征在于：所述纳米粒子为二氧化硅纳米粒子或聚苯乙烯纳米球，其直径为100~600 nm。