[发明专利]一种光电集成的微型人造复眼相机及其制备方法

权利要求书

1.一种光电集成的微型人造复眼相机的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、无离焦微型对数面人造复眼的设计；

具体步骤：首先，将曲面人造复眼所有子眼均匀分布在一个半径和高度分别是R_s和H_s的球冠上；对数透镜的函数曲面方程为：

其中，r，θ，Ｒ_L，n_L和n₀分别代表半径坐标，方位坐标，透镜半径，透镜折射率以及环境折射率；λ是微型曲面人造复眼的工作波长；d₁和d₂是对数透镜的焦点的起点和终点；和H_LL(r，θ)是不同位置下对数透镜的相位延迟量和高度；设对数透镜的聚焦终点d₂＞H_s，保证所有焦点超出球冠基座而被探测；设对数透镜的聚焦范围d₂-d₁＞H_s，从而实现在某一空间位置接收到所有小眼的聚焦和成像；

在确定对数透镜聚焦的起点d₁和终点d₂后，可以根据对数透镜的函数曲面方程得到对数透镜在不同位置的高度分布H_LL(r，θ)；然后根据球冠的高度H_s和半径Ｒ_s计算得到无离焦微型对数面人造复眼的表面轮廓的高度信息；

(2)、三维加工点云数据的获取；

具体步骤：根据计算得到的器件的表面轮廓的高度信息，然后再通过MATLAB、C++或Visual Basic编程语言，编写转换程序将器件的表面轮廓信息转换成加工系统可识别加工的三维点云数据，以(x，y，z)的数据格式导出到预先命名好的Txt文本；采用轮廓扫描的加工方式加工人造复眼；即以复眼外部轮廓为基准，向内扩展壳厚为w的壳层，这部分的点云数据被用于加工；

(3)、飞秒激光直写制备无离焦微型曲面人造复眼；

具体步骤：首先，在清洗干净的盖玻片表面滴上光学树脂；将样品片放在加热台上前烘，前烘后在室温环境下冷却，并把准备好的样品片放置到振镜基飞秒激光直写加工系统中；然后，将激光聚焦到聚合物薄膜与衬底片交界面的位置，以该位置作为加工的起始界面；接着，将步骤(2)中获取的多层衍射光学元件的点云文本文件导入到加工软件中，开始逐点扫描加工；将扫描完毕的样品进行显影、干燥，进行紫外曝光，最终制备得到无离焦微型曲面人造复眼；

(4)、微型人造复眼相机的光电集成；

具体步骤：通过飞秒激光增材制造完成人造复眼的制备后，在平面图像传感器CMOS感光芯片的表面滴加紫外光刻胶，然后将制备的无离焦对数面人造复眼贴到感光芯片表面；在紫外灯的照射下，光刻胶固化，完成微型人造复眼相机的光电集成。

2.如权利要求1所述的一种光电集成的微型人造复眼相机的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的小眼曲面排布的球冠的半径Ｒ_S范围为20μm-50cm；所述的小眼曲面排布的球冠的高度H_s范围为10μm-25cm。

3.如权利要求1所述的一种光电集成的微型人造复眼相机的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的对数小眼的焦点的起点d₁和终点d₂的取值范围为20μm-10mm；所述的器件的工作波长λ范围为350-1600nm；结构扫描壳层的厚度w的取值范围为：1μm-5mm；步骤(1)所述的曲面复眼的工作环境为空气、水或者是各种折射率不同的纯的或者掺杂的有机、无机溶液，所述有机、无机溶液为乙二醇、醋酸、丙酮、环己烷、水杨酸甲酯、甲醇、乙醇、丙三醇或丁醇。

4.如权利要求1所述的一种光电集成的微型人造复眼相机的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的光学树脂为环氧树脂SU-8，有机-无机杂化光刻胶ip-dip、sz2080，紫外光学固化胶NOA61或NOA63。