[发明专利]基于PDMS-磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列制造方法

摘要

基于PDMS-磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列的制造方法，包括：A制造微透镜阵列凹模板：采用光刻和热熔技术制作微透镜阵列母版，将液态的PDMS预聚物和固化剂混合物注入母版，并通过加热固化PDMS，最后将固化成型的PDMS从母版剥离，得到微透镜阵列凹模板；B制造磁控微透镜阵列：将PDMS-磁性纳米粒子混合溶液旋涂于微透镜阵列凹模板表面，然后对其施加磁场，在磁场作用下磁性纳米粒子沿磁场方向重新排列，形成纤维状微结构，最后将PDMS加热固化后去掉凹模板即得到基于PDMS-磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列。由此制作的微透镜，其焦距、数值孔径和光学透过率可以通过施加外磁场调节，成为磁控微透镜。

主权项

基于PDMS‑磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：A：微透镜阵列凹模板的制造：1)采用旋涂技术将光刻胶均匀地涂在清洗过的基底上；2)采用光刻技术在步骤1)所得的涂覆光刻胶的基底上形成光刻胶圆柱形结构阵列；3)将步骤2)所得光刻胶圆柱形结构阵列置于烘干机上，加热至光刻胶玻璃态转化温度以上，为达到系统能量最小化，光刻胶圆柱形结构转变为球冠状结构，冷却后即得到微透镜阵列母版；4)将PDMS预聚物和固化剂(Dow Corning Sylgard 184)按10:1的重量比混合，搅拌均匀后将混合物注入步骤3)所得微透镜阵列母版，抽真空10分钟以去除气泡，然后置于烘干机上烘烤(烘烤温度65℃，时间4小时)，使PDMS固化成型；5)将步骤4)所得的已固化成型的PDMS从微透镜阵列母版剥离，即得到PDMS微透镜阵列凹模板；B：基于PDMS‑磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列的制造：1)将PDMS预聚物和固化剂按10:1的重量比混合，搅拌均匀后将混合物放入40KHz超声波振荡仪中振荡25分钟去泡，同时促进其进一步充分混合；2)将步骤1)得到的混合物与有机溶剂氯仿按1:1的重量比混合，搅拌均匀后放入40KHz超声波振荡仪中振荡10分钟，用以去除气泡，并使各成分均匀混合；3)将磁性纳米粒子以适当的重量比与步骤2)所得溶液混合，用玻璃棒搅拌2分钟后，放入40KHz超声波振荡仪中振荡30分钟；4)将步骤3)得到的PDMS‑磁性纳米粒子混合溶液旋涂于经防粘表面处理的PDMS微透镜阵列凹模板表面；5)将步骤4)获得的旋涂了PDMS‑磁性纳米粒子混合溶液的微透镜阵列凹模板放置于500mT强磁场中5分钟，在强磁场作用下磁性纳米粒子沿磁场方向重新排列，形成纤维状微结构；6)将经步骤5)处理后的旋涂了PDMS‑磁性纳米粒子混合溶液的微透镜阵列凹模板置于烘干机上烘烤(烘烤温度150℃，时间35分钟)，当PDMS完全固化后将微透镜阵列凹模板与微透镜阵列分离，即得到基于PDMS‑磁性纳米粒子复合薄膜的磁控微透镜阵列。