[发明专利]一种具有双重光路隔离的微透镜阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，包括按照以下步骤执行：

S1：制备表面具有呈阵列式排布的半球型凸起结构的基底模具；

S2：在所述基底模具的半球型凸起结构表面上涂覆PDMS层，以复制得到平面凹型PDMS透镜阵列；

S3：对所述平面凹形PDMS透镜阵列的凹型表面进行改性处理，使凹型表面由疏水变成亲水，之后在所述平面凹型PDMS透镜阵列的凹形表面旋涂第一层负性光刻胶，在所述第一层负性光刻胶的下表面形成呈阵列式分布的半球型凸起结构，再对所述第一层负性光刻胶进行固化，利用所述第一层负性光刻胶在一定强度的紫外光照射下在内部形成自书写光波导结构，所述光波导结构不影响相邻光路之间的传输作为第一层隔离；

S4：在固化后的所述第一层负性光刻胶的上表面沉积一层Parylene薄膜作为隔离层，之后在所述Parylene薄膜的上表面旋涂黑色光刻胶层；

S5：对所述黑色光刻胶层进行光刻图形化得到隔离阵列，且所述隔离阵列分布于相邻两个所述半球型凸起结构之间，在所述黑色光刻胶层的上方涂覆第二层负性光刻胶作为封装层，所述第一层负性光刻胶、所述第二层负性光刻胶的材料均采用SU-8负性光刻胶，然后将所述第一层负性光刻胶、所述Parylene薄膜、所述黑色光刻胶和所述第二层负性光刻胶作为整体从所述平面凹型PDMS透镜阵列上脱离，得到具有双重光路隔离的微透镜阵列。

2.根据权利要求1所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S1：制备表面具有呈阵列式排布的半球型凸起结构的基底模具，包括以下步骤：

S11：在硅片衬底上旋涂黏附剂，用以增强正性光刻胶与所述硅片衬底的粘附力；

S12：在所述黏附剂的上表面旋涂正性光刻胶层，对所述正性光刻胶层光刻显影之后得到的圆柱型阵列；

S13：对经S12之后的所述硅片衬底进行热熔，热熔之后的所述圆柱型阵列表面由于表面张力作用形成半球型的凸起结构，即得到用以复制平面凹型PDMS透镜阵列的所述基底模具。

3.根据权利要求2所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S11：在硅片衬底上旋涂黏附剂，其中，所述黏附剂的材料选用六甲基二硅氮烷。

4.根据权利要求2所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S12：在所述黏附剂的上表面旋涂正性光刻胶层，对所述光刻胶层光刻显影之后得到圆柱型阵列，其中，所述光刻显影是指：在涂有正性光刻胶层的硅片衬底上进行紫外曝光，显影以得到未曝光的圆柱型阵列图案。

5.根据权利要求2所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S13：对经S12之后的所述硅片衬底进行热熔，其中，将所述衬底放置于真空烘箱内进行热熔。

6.根据权利要求1所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S2：在所述基底模具的半球型凸起结构表面上涂覆PDMS层，以复制得到平面凹型PDMS透镜阵列，其中，所述PDMS层材料为添加有固化剂的PDMS溶液。

7.根据权利要求1所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S3：对所述平面凹形PDMS透镜阵列的凹型表面进行改性处理，其中，利用氧等离子体对所述平面凹型PDMS透镜阵列的凹形表面进行处理。

8.根据权利要求1所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法，其特征在于，所述S4：在固化后的所述第一层负性光刻胶的上表面沉积一层Parylene薄膜作为隔离层，之后在所述Parylene薄膜的上表面旋涂黑色光刻胶层，其中，在固化后的所述第一层负性光刻胶的上表面利用化学气相沉积一层Parylene薄膜；所述黑色光刻胶层的厚度为5μm-50μm。

9.一种具有双重光路隔离的微透镜阵列，其特征在于，采用上述权利要求1-8任一项所述的具有双重光路隔离的微透镜阵列的制备方法制备得到，所述微透镜阵列包括：

第一层负性光刻胶，所述第一层负性光刻胶的上表面形成若干呈阵列式排布的微型复眼透镜，其中，每个所述微型复眼透镜均为六边形紧密堆积结构；

设置于所述第一层负性光刻胶下表面上Parylene薄膜，所述Parylene薄膜作为隔离层；

设置于所述Parylene薄膜下表面的黑色光刻胶层，所述黑色光刻胶层形成隔离阵列，且所述隔离阵列位于相邻两个所述微型复眼透镜之间，用以阻挡相邻光路之间串扰；

设置于所述黑色光刻胶层外表面的第二层负性光刻胶，所述第二层负性光刻胶作为基底；且所述第二层负性光刻胶填充于所述隔离阵列之间缝隙中，并覆盖于所述黑色光刻胶层表面上。