PDMS微透镜阵列制造：数字无掩模灰度光刻与复制成型技术

"这篇研究论文介绍了利用数字无掩模灰度光刻技术和复制成型技术制造PDMS（聚二甲基硅氧烷）微透镜阵列的方法。通过数字无掩模灰度光刻技术在光敏树脂上制作微透镜阵列模型，然后使用复制成型技术将模型转移到PDMS中，最终形成PDMS微透镜阵列。" 本文的研究重点在于微透镜阵列的制造工艺，特别是针对PDMS这种材料的应用。微透镜阵列在光学、成像、生物传感器等领域有广泛的应用，而PDMS因其优良的光学透明性、生物相容性和易于加工的特性，成为制作微透镜的理想选择。 首先，文章提到了“数字无掩模灰度光刻技术”。这是一种先进的光刻技术，它无需传统的光罩，而是通过精确控制光束强度来实现不同灰度级别的曝光，从而在光敏树脂上形成具有不同深度的三维结构。这种技术的优势在于可以灵活地调整透镜的形状和尺寸，且制程快速，成本较低，适合小批量和定制化生产。 接着，文章提到了“复制成型技术”。这是一种常见的微纳米制造技术，通过将已经形成的模板（如光刻出的微透镜阵列模型）与可塑性材料接触，利用材料的流动性填充模板的形状，待材料固化后，就可以得到与模板相同形状的复制品。在本研究中，PDMS被用作复制材料，其柔软和可拉伸的特性使得复制过程更加容易，并且能够保持微透镜的良好形态。 在实验过程中，研究人员首先利用数字无掩模灰度光刻技术在光敏树脂上制作出微透镜模型，模型可以是凸面或凹面的微透镜。然后，将PDMS混合物覆盖在模型上，经过固化过程，PDMS会形成与光敏树脂模型相同的微透镜结构。最后，分离PDMS层，就得到了所需的PDMS微透镜阵列。 关键词包括“凸面/凹面微透镜阵列”，强调了透镜可以有正负两种曲率；“无掩模灰度光刻”揭示了工艺的核心技术；“复制成型”表明了制造过程的关键步骤；而“PDMS”则突出了所用材料的重要性。 这项工作提供了一种简便而有效的制造PDMS微透镜阵列的方法，对于微光学器件的开发和光学系统的设计具有重要的理论和实践价值。通过优化工艺参数，这种方法有可能应用于更多复杂的微纳结构制造，为未来光学领域的发展提供了新的技术途径。