[发明专利]一种具有自然结构的仿生复眼的制作方法

说明书

本发明提供一种具有自然结构的仿生复眼的制作方法，包括如下步骤：步骤S1：将果蝇标本灭菌后，分离出果蝇的眼睛，干燥后备用；步骤S2：将果蝇眼睛凸面的结构转移到PDMS凹模中；步骤S3：向PDMS凹模中倒入第二PDMS液体，烘烤固化，脱模后得到具有自然结构的仿生复眼。本发明直接利用果蝇的眼睛进行复刻，开发了基于自然昆虫眼的模板制造技术，为复眼提供了理想的透镜配置和低粗糙度的几何剖面，实现了低畸变的高质量成像。

技术领域

本发明属于仿生复眼技术领域，特别涉及一种具有自然结构的仿生复眼的制作方法。

背景技术

我们观察到在传统的成像装置中，采用了模仿哺乳动物眼睛的单孔径原理来设计光学成像系统。但是由于成像原理和衍射极限等因素导致成像设备体积较大。而自然昆虫复合眼具有一些优势，包括更大的视野(FOV)，以及高灵敏度的时间和空间检测。这些显著的优势使昆虫对沿不同方向移动目标非常敏感。这种自然成像系统引起了人们的极大关注。然而曲面复眼成像系统的结构设计以及曲面微透镜阵列的处理技术是一大难题。在模仿昆虫眼结构和功能方面我们进行了很多努力，例如使用飞秒激光制造、基于光刻的方法或蚀刻辅助激光加工方法，以获得具有良好的成像性能的均匀排列的固态微透镜。还有的使用超精密金刚石加工工艺，分别在弯曲和平坦的表面上制成了微棱镜和眼球阵列。通过改变掩模的形状，使用静电变形方法来制造具有不同结构的眼孔阵列。然而这些不同类型的弯曲复眼制备方法都具有诸如昂贵的加工设备和复杂的制备方法等缺点。尽管可以通过这些方法来制造昆虫复眼的仿生结构，但是这些技术需要昂贵的设备，并且需要较长的处理时间和复杂的制造过程。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种具有自然结构的仿生复眼的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有自然结构的仿生复眼的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将果蝇标本灭菌后，分离出果蝇的眼睛，干燥后备用；

步骤S2：将果蝇眼睛凸面的结构转移到PDMS凹模中；

步骤S3：向PDMS凹模中倒入第二PDMS液体，烘烤固化，脱模后得到具有自然结构的仿生复眼。

进一步，步骤S1中，干燥温度为65℃，干燥时间为5min。

进一步，步骤S2，包括如下过程：

过程S2-1：将洁净干燥的有孔玻片和玻璃基板相叠合，玻璃基板从下侧封住有孔玻片的孔，形成成模凹槽；

过程S2-2：将第一PDMS液体倒在成模凹槽中，平铺，得到凹模前驱液；

过程S2-3：将步骤S1中分离出的果蝇眼睛置于凹模前驱液表面，同时确保果蝇眼睛的凸面朝下地浸入凹模前驱液且果蝇眼睛的边缘高于凹模前驱液液面；

过程S2-4：烘烤固化、取下果蝇眼睛，得到PDMS凹模。

再进一步，过程S2-2中，第一PDMS液体由1质量份的交联剂和10质量份聚二甲基硅氧烷混合而成。

再进一步，过程S2-2中，成模凹槽中，第一PDMS液体的平铺厚度为1.5mm。

再进一步，过程S2-2中，平铺得到凹模前驱液后，将凹模前驱液在65℃条件下烘烤5min。

再进一步，过程S2-4中，烘烤温度为65℃，烘烤时间为40min。

再进一步，过程S2-4中，取下果蝇眼睛后，得到成模膜片，截取成模膜片上与果蝇眼睛凸面穹顶位置相对应的区域，得到PDMS凹模。截取成模膜片上复制了果蝇眼睛中心部分结构的区域，得到PDMS凹模，以确保仿生复眼结构排列均匀和曲率均匀。