專利名稱：原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種新的原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置及方法，主要用于制造生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)的光激發(fā)單元和光檢測單元的濾光片上面的微透鏡，達到提高被測物所激發(fā)熒光的聚焦效率和提高生物芯片中微光譜檢測靈敏度目的，屬于生物學(xué)和分析化學(xué)及醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微生物芯片是近年來在生命科學(xué)領(lǐng)域中迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，它在微型化基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)全部生物工程分析過程和整個化驗室功能，將采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離和檢測等功能集成于一個芯片里，因而被通俗地稱為“芯片實驗室”，其科學(xué)性和先進性集中體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)縮微和功能集成這兩個方面。信號檢測是生物芯片技術(shù)的重要組成部分，主要包括信號產(chǎn)生、信號收集與傳輸、信號處理及識別三部分。在各種生物芯片信號檢測方法中，熒光微光譜檢測法具有重復(fù)性好、選擇性強、靈敏度高、非破壞性檢測等優(yōu)點，是目前應(yīng)用最廣泛的檢測技術(shù)之一。2007年Bambang Kuswandi等人在“Optical sensing systems for micro-fluidic devices :A review，，中綜述概括了從上世紀九十年代到2007年期間各國在生物芯片微流體光學(xué)檢測系統(tǒng)研究領(lǐng)域中的106篇文獻，指出基于 MEMS (Micro Electro Mechanical System)微細加工技術(shù)的光譜學(xué)檢測系統(tǒng)微型化集成回路的研究，是生物芯片微流體光學(xué)檢測系統(tǒng)的發(fā)展方向。研制體積小到可嵌入芯片和靈敏度高到能達到生物技術(shù)要求的微光譜檢測系統(tǒng)已成為當前各國研究的熱點之一。生物芯片的熒光微光譜檢測系統(tǒng)包括上部蓋芯片和下部載芯片兩個部分，圖2為上部蓋芯片的結(jié)構(gòu)，包括上部蓋芯片有機玻璃蓋片19、上部蓋芯片光激發(fā)單元20 ；圖3為下部載芯片的結(jié)構(gòu)，包括下部載芯片有機玻璃載片21、下部載芯片光激發(fā)單元22、兩個下部載芯片光檢測單元23和24、以及限制待檢測生物微流體的微通道25。光激發(fā)單元的截面圖如圖4所示，包括產(chǎn)生光的激發(fā)光源沈、激發(fā)光濾光片27、光激發(fā)單元微透鏡觀、光激發(fā)單元多層保護薄膜四。光檢測單元的截面圖如圖5所示，包括光檢測單元微透鏡30、檢測光濾光片31、檢測光的光電轉(zhuǎn)換器件32、光檢測單元多層保護薄膜33。一般情況下，為保證光電轉(zhuǎn)換器件的靈敏度，它的光敏面積比激發(fā)光源的發(fā)光面積要大一些，因此光檢測單元比光激發(fā)單元的直徑也要大一些。兩個光激發(fā)單元和兩個光檢測單元一共4個微透鏡全部朝向微通道。微光譜檢測系統(tǒng)的工作程序是，從光激發(fā)單元的激發(fā)光源沈發(fā)出的光被激發(fā)光濾光片27濾光，通過光激發(fā)單元微透鏡觀聚焦，照射微通道25中的待檢測生物微流體。 待檢測生物微流體由激發(fā)光激發(fā)出熒光，被光檢測單元微透鏡30采集，通過檢測光濾光片 31后，被光電轉(zhuǎn)換器件32所接收，變成電信號輸出。在生物芯片熒光微光譜檢測系統(tǒng)中，熒光信號微弱的原因是被測物量少、發(fā)光點小，而并非被測物的濃度低。使用具有最佳聚焦效果的非球曲面光學(xué)微透鏡，并且令光學(xué)微透鏡與微檢測工作端面高精度地同光軸粘合，可以提高被測物所激發(fā)熒光的聚焦效率， 是提高生物芯片中微光譜檢測靈敏度的關(guān)鍵之一。目前光學(xué)微透鏡有多種生產(chǎn)工藝技術(shù)，主要方法有光學(xué)樹脂液滴噴印法、熱塑膜制法、多層光刻蝕成型法。其中光學(xué)樹脂液滴噴印法只能在X軸和Y軸兩個水平方向上實現(xiàn)精確成型，無法在Z軸方向上實現(xiàn)精確成型，即只能實現(xiàn)面成型，無法實現(xiàn)體成型，更不能實現(xiàn)多種形狀、多種曲率要求的非球曲面光學(xué)微透鏡的精確成型。熱塑膜制法雖然可以實現(xiàn)多種曲率要求的非球曲面光學(xué)微透鏡的精確成型，但需要制備高質(zhì)量、高精度的模板，無疑這將使制造工藝變得非常復(fù)雜，大大提高制作成本。多層光刻蝕成型法的基本思路是，分層地實現(xiàn)在X軸和Y軸方向上的面成型，最后疊加在一起，在Z軸方向上實現(xiàn)體成型。雖然它能實現(xiàn)體成型，但其工藝流程十分復(fù)雜，必須采用多層干法或濕法進行刻蝕，不斷移動和更換掩模來產(chǎn)生所設(shè)計的非球曲面形狀。上述幾種工藝方法的共有特點是，先單獨在另外的基材上制作光學(xué)微透鏡，然后再將它移至光激發(fā)單元或光檢測單元的濾光片上，用光學(xué)膠粘合。這些制作光學(xué)微透鏡的方法都面臨兩個公共的技術(shù)難題1、當將制作好的光學(xué)微透鏡剝離制作基材時，需要保證透鏡底部水平面的平整度以及與光軸之間的垂直度。2、當微透鏡與光激發(fā)單元或光檢測單元的濾光片粘合時，需要保證光學(xué)微透鏡的光軸與光激發(fā)單元中的激發(fā)光源或光檢測單元中的光電轉(zhuǎn)換器件的中心對稱軸精確對準。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)光學(xué)微透鏡制作方法中存在的兩大技術(shù)難題，即需要高精確剝離基材和與工作端面高精度同光軸粘合，而且本發(fā)明的光學(xué)微透鏡體積擬小到毫米數(shù)量級，甚至微米數(shù)量級。透鏡的非球曲面形狀擬對光的聚焦效果達到最佳，以大大提高檢測靈敏度。最終使得微光譜檢測系統(tǒng)體積微小化到能嵌入生物芯片中，靈敏度高到能滿足生物技術(shù)檢測中對微弱信號的要求，從而保障分析檢驗全過程與步驟的順利完成。本發(fā)明的理論依據(jù)放置于平面潔凈基地上的液滴，由于尺度很小，重力的影響可以忽略，液滴面形主要由其自身張力決定；根據(jù)表面自由能最小原理，液滴面形可以近似為球冠形。在靜電場中，液滴表面受電場作用產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電荷，導(dǎo)致液滴表面產(chǎn)生向外的作用力。該作用力與液滴表面張力相互作用，使液滴面形從自然狀態(tài)下的近似球面向靜電場作用下的非球面變化。因此，液滴在靜電場中的面形是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的作用力和液滴表面張力相互作用平衡的結(jié)果，并且在這一過程中始終保持中心對稱和表面積最小。而一定形狀的液態(tài)導(dǎo)電膠在紫外光輻射下，液態(tài)導(dǎo)電膠中的光引發(fā)劑受激變?yōu)樽杂苫?，從而引發(fā)材料中含不飽和雙鍵物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)(主要是聚合反應(yīng))，形成固化了的體型結(jié)構(gòu)。而可見光固化則由能量很高的電子束直接與待固化體系作用，由于分子激發(fā)和離子產(chǎn)生，繼而生成自由基，使聚合物、單體或者他們的混合物發(fā)生聚合、接枝或交聯(lián)等反應(yīng)，最終導(dǎo)致體型結(jié)構(gòu)的形成，從而使材料固化?；谏鲜隼碚?，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下這種光學(xué)微透鏡的制作工藝過程是， 將紫外固化光學(xué)膠18從一定高度釋放，滴落在芯片原定位置上，即生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)光激發(fā)單元的激發(fā)光濾光片27和光檢測單元的檢測光濾光片31上，當光學(xué)膠液滴在工作面自上而下并向四周擴散流淌時，為了保持勢能最低，其表面的曲線形狀隨液體表面張力而變化，但始終保持中心對稱和表面積最小，適時地用一定功率的紫外激光器4照射一定的時間，將光學(xué)膠液滴固化成吻合設(shè)計形狀的光學(xué)微透鏡。如果微透鏡一次不能達到所要求的形狀，可以多次釋放光學(xué)膠液滴、多次進行紫外激光的照射固化。原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置，包括有二維平移臺1、上電極2、紫外激光器4、注射器5、LED照明光源6、反射鏡7、計算機10、盛液盒18、與計算機10相連接的面形檢測CXD 9、與面形檢測CXD 9相連接的低像差物鏡8、與二維平移臺1相連接的平移臺左右步進電機11和平移臺前后步進電機12，與上電極2相連接的高壓電源3、電極左右步進電機13和電極前后步進電機14，與注射器5相連接的注射器活塞步進電機15、注射器上下步進電機16和注射器左右步進電機17，平移臺左右步進電機11、平移臺前后步進電機 12、電極左右步進電機13、電極前后步進電機14、注射器活塞步進電機15、注射器上下步進電機16、注射器左右步進電機17均與計算機10相連；可移動的上電極2、注射器5均位于二維平移臺1的上方注射器5起始位置正下方只有盛放紫外固化光學(xué)膠的盛液盒18。計算機10通過平移臺左右步進電機11和平移臺前后步進電機12控制二維平移臺1移動，通過電極左右步進電機13和電極前后步進電機14控制上電極2在二維平移臺 1上方移動，通過注射器上下步進電機16和注射器左右步進電機17控制注射器5在二維平移臺1上方的縱向平移和橫向平移，通過注射器步進電機15控制注射器5的活塞進行注射器5對盛液盒18里的紫外固化光學(xué)膠液滴的吸取和注射動作；計算機10控制高壓電源 3向上電極2施加高電壓，操控液滴透鏡的面形；LED照明光源6與反射鏡7分居二維平移臺1的左右兩側(cè)，橫向光路由LED照明光源6照明，反射鏡7反射再通過正下方的低像差物鏡8使液滴側(cè)面在位于低像差物鏡8下端的面形檢測CCD 9上成像，然后將面形檢測CCD9實時采集的圖像信息，傳給計算機10進行圖像處理，當實時檢測到較理想的液滴透鏡面形時，通過計算機10控制開啟位于二維平移臺1上方的紫外激光器4，將紫外固化光學(xué)膠液滴固化。該方法包括以下步驟1)將帶有激發(fā)光濾光片27的光激發(fā)單元或帶有檢測光濾光片31的光檢測單元以濾光片朝上的方式置于二維平移臺1上方；2)計算機10通過注射器活塞步進電機15控制注射器5進行紫外固化光學(xué)膠液滴的吸取，通過注射器上下步進電機16和注射器左右步進電機17控制注射器5 二維移動，使注射器5定位在生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)光激發(fā)單元的激發(fā)光濾光片27或光檢測單元的檢測光濾光片31的正上方；3)計算機10通過注射器活塞步進電機15控制注射器5進行紫外固化光學(xué)膠液滴的下滴，一滴的量約為IOyL;4)計算機10控制高壓電源3，向上電極2施加高電壓，操控液滴透鏡的面形；同時開啟LED照明光源6，光線準直后經(jīng)反射鏡7和低像差物鏡8使透鏡的側(cè)面在面形檢測(XD9 上成像，然后將面形檢測CCD9實時采集的圖像信息，傳給計算機10進行圖像處理；5)當計算機10實時檢測到液滴透鏡面形呈現(xiàn)為拋物面形甚至類圓錐形時，通過計算機10控制開啟紫外激光器4將液滴固化，得到非球曲面光學(xué)微透鏡；6)如果微透鏡一次不能達到所要求的形狀，可以再次釋放紫外固化光學(xué)膠的液滴，按照步驟1 4多次進行紫外激光的照射固化。本發(fā)明能夠在需要微透鏡的微點平面上直接原位成型光學(xué)系統(tǒng)所要求的非球曲面光學(xué)微透鏡，不需要任何模具或掩模等微尺度輔助工具，避免了傳統(tǒng)方法的兩大技術(shù)難題，并且能夠通過計算機實施控制監(jiān)測紫外固化光學(xué)膠的形狀，方法簡單、制作速度快、成本低、適合批量生產(chǎn)，具有巨大的經(jīng)濟效益。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框2生物芯片熒光微光譜檢測系統(tǒng)上部蓋芯片示意3生物芯片熒光微光譜檢測系統(tǒng)下部載芯片示意4光激發(fā)單元20和22的具體結(jié)構(gòu)圖5光檢測單元23和M的具體結(jié)構(gòu)圖中1、二維平移臺，2、上電極，3、高壓電源，4、紫外激光器，5、注射器，6、LED照明光源，7、反射鏡，8、低像差物鏡，9、面形檢測(XD，10、計算機，11、平臺左右步進電機，12、 平臺前后步進電機，13、電極左右步進電機，14、電極前后步進電機，15、注射器活塞步進電機，16、注射器上下步進電機，17、注射器左右步進電機，18、盛液盒，19、上部蓋芯片有機玻璃蓋片，20、上部蓋芯片光激發(fā)單元，21、下部載芯片有機玻璃載片，22、下部載芯片光激發(fā)單元，23、下部載芯片光檢測單元，24、下部載芯片光檢測單元，25、微通道，26、激發(fā)光源， 27、激發(fā)光濾光片，28、光激發(fā)單元微透鏡，29、光激發(fā)單元多層保護薄膜，30、光檢測單元微透鏡，31、檢測光濾光片，32、光電轉(zhuǎn)換器件，33、光激發(fā)單元多層保護薄膜。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1 5詳細說明本實施例。本實施例的裝置結(jié)構(gòu)示意框圖如圖1，計算機10能夠通過平臺左右步進電機11和平臺前后步進電機12控制二維平移臺1移動，通過電極左右步進電機13和電極前后步進電機14控制上電極2橫向平移臺和縱向平移臺，通過注射器上下步進電機16和注射器左右步進電機17控制注射器5在二維平移臺1上方的橫向平移和縱向平移，通過注射器步進電機15控制注射器5活塞進行注射器盛液盒里的紫外固化光學(xué)膠18液滴的吸取和注射動作；計算機10控制高壓電源3，向上電極2施加高電壓，操控液滴透鏡的面形；LED照明光源 6與反射鏡7分居二維平移臺1的左右兩側(cè)，橫向光路由LED照明光源6照明，反射鏡7反射再通過正下方的低像差物鏡8使液滴側(cè)面在位于低像差物鏡8下端的面形檢測CXD 9上成像，然后將面形檢測CCD 9實時采集的圖像信息，傳給計算機10進行圖像處理，當實時檢測到較理想的液滴透鏡面形時，通過計算機10控制開啟位于二維平移臺1上方的紫外激光器4，將紫外固化光學(xué)膠18液滴固化，從而得到具有良好光學(xué)性能的固體非球面透鏡。采用LED照明光源6、反射鏡7、低像差物鏡8、面形檢測CXD 9和計算機組成的橫向檢測光路模塊中，低像差物鏡8用于檢測非球面鏡的側(cè)面形貌圖像。液滴透鏡的面形在不同強度和不同分布的電場下發(fā)生變形，檢測面形圖像并經(jīng)過二值化、輪廓提取、多項式擬合的一系列圖像處理，可以計算液滴透鏡和基底的接觸角、透鏡面形表達式、透鏡面形主曲率等參數(shù)。利用多項式擬合出的透鏡面形表達式，通過光線追跡法可以進一步計算透鏡的焦距和各種像差系數(shù)，從而研究非球面液滴透鏡在電場中的變形規(guī)律，總結(jié)具有良好光學(xué)性能的非球面透鏡的制作工藝。因此為了更精確地測量非球面透鏡的面形圖像，透鏡面形檢測光路的物鏡要求具有較低的像差，特別是很低的畸變，采用低像差物鏡8可以使圖像失真率保持在較小值，可以實現(xiàn)透鏡面形圖像的精確測量。紫外固化光學(xué)膠18在光固化過程中，由于樹脂的交聯(lián)等原因會發(fā)生收縮，因而液滴受紫外光照射發(fā)生液固相變時產(chǎn)生體積收縮。針對微透鏡在固化過程中收縮變形的問題，我們可以通過多次釋放液滴和調(diào)節(jié)上電極2電壓調(diào)整透鏡面形。具體的制作方法為1)計算機10通過注射器活塞步進電機15控制注射器5進行紫外固化光學(xué)膠18 液滴的吸取，通過注射器上下步進電機16和注射器左右步進電機17控制注射器5 二維移動，使注射器5精確定位在生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)光激發(fā)單元的激發(fā)光濾光片27或光檢測單元的檢測光濾光片31的正上方；生物芯片的熒光微光譜檢測系統(tǒng)包括上部蓋芯片和下部載芯片兩個部分，圖2為上部蓋芯片的結(jié)構(gòu)，包括上部蓋芯片有機玻璃蓋片19和位于中部的上部蓋芯片光激發(fā)單元20 ；圖3為下部載芯片的結(jié)構(gòu)，包括下部載芯片有機玻璃載片21、下部載芯片光激發(fā)單元 22、兩個下部載芯片光檢測單元23和24、以及限制待檢測生物微流體的微通道25。兩個下部載芯片光檢測單元23和M分居在芯片中部微通道25兩側(cè)，而下部載芯片光激發(fā)單元22 位于微通道25中下側(cè)。光激發(fā)單元的截面圖如圖4所示，包括依次疊層排列的產(chǎn)生光的激發(fā)光源沈、激發(fā)光濾光片27、光激發(fā)單元微透鏡觀和分居光激發(fā)單元兩側(cè)的光激發(fā)單元多層保護薄膜四。光檢測單元的截面圖如圖5所示，包括依次疊層排列的光檢測單元微透鏡 30、檢測光濾光片31、檢測光的光電轉(zhuǎn)換器件32和分居光檢測單元兩側(cè)的光檢測單元多層保護薄膜33。一般情況下，為保證光電轉(zhuǎn)換器件的靈敏度，它的光敏面積比激發(fā)光源的發(fā)光面積要大一些，因此光檢測單元比光激發(fā)單元的直徑也要大一些。兩個光激發(fā)單元和兩個光檢測單元一共4個微透鏡全部朝向微通道25。2)計算機10通過注射器活塞步進電機15控制注射器5進行紫外固化光學(xué)膠18 液滴的下滴，一滴的量約為IOyL;3)計算機10控制高壓電源3，向上電極2施加高電壓，操控液滴透鏡的面形。同時開啟LED照明光源6，光線準直后經(jīng)反射鏡7和低像差物鏡8使透鏡的側(cè)面在面形檢測 CCD 9上成像，然后將面形檢測CCD 9實時采集的圖像信息，傳給計算機10進行圖像處理。4)當計算機10實時檢測到液滴透鏡面形呈現(xiàn)為拋物面形甚至類圓錐形時，通過計算機10控制開啟紫外激光器4 一段時間，將液滴固化，從而得到具有良好光學(xué)性能的非球曲面光學(xué)微透鏡。5)如果微透鏡一次不能達到所要求的形狀，可以再次釋放紫外固化光學(xué)膠18的液滴，按照步驟1 4多次進行紫外激光的照射固化。由于本發(fā)明能夠在需要微透鏡的生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)的光激發(fā)單元和光檢測單元微點平面上直接原位成型光學(xué)系統(tǒng)所要求的非球曲面光學(xué)微透鏡，不需要任何模具或掩模等微尺度輔助工具，避免了傳統(tǒng)方法的兩大技術(shù)難題，即需要高精確剝離基材和與工作端面高精度同光軸粘合，而且本發(fā)明的光學(xué)微透鏡體積擬小到毫米數(shù)量級，甚至微米數(shù)量級。透鏡的非球曲面形狀擬對光的聚焦效果達到最佳，以大大提高檢測靈敏度。最終使得微光譜檢測系統(tǒng)體積微小化到能嵌入生物芯片中，靈敏度高到能滿足生物技術(shù)檢測中對微弱信號的要求，從而保障分析檢驗全過程與步驟的順利完成。
權(quán)利要求
1.原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置，其特征在于包括有二維平移臺(1)、上電極O)、紫外激光器G)、注射器(5)、LED照明光源(6)、反射鏡(7)、計算機(10)、盛液盒 (18)、與計算機(10)相連接的面形檢測CCD(9)、與面形檢測CCD(9)相連接的低像差物鏡 ⑶、與二維平移臺⑴相連接的平移臺左右步進電機(11)和平移臺前后步進電機(12)，與上電極⑵相連接的高壓電源(3)、電極左右步進電機(13)和電極前后步進電機(14)，與注射器( 相連接的注射器活塞步進電機(15)、注射器上下步進電機(16)和注射器左右步進電機(17)，平移臺左右步進電機(11)、平移臺前后步進電機(12)、電極左右步進電機 (13)、電極前后步進電機(14)、注射器活塞步進電機(15)、注射器上下步進電機(16)、注射器左右步進電機(17)均與計算機(10)相連；可移動的上電極O)、注射器( 均位于二維平移臺(1)的上方注射器( 起始位置正下方只有盛放紫外固化光學(xué)膠的盛液盒(18)；計算機(10)通過平移臺左右步進電機(11)和平移臺前后步進電機(1 控制二維平移臺(1)移動，通過電極左右步進電機(13)和電極前后步進電機(14)控制上電極(2)在二維平移臺(1)上方移動，通過注射器上下步進電機(16)和注射器左右步進電機(17)控制注射器( 在二維平移臺(1)上方的縱向平移和橫向平移，通過注射器步進電機(15)控制注射器(5)的活塞進行注射器( 對盛液盒(18)里的紫外固化光學(xué)膠液滴的吸取和注射動作；計算機(10)控制高壓電源(3)向上電極(2)施加高電壓，操控液滴透鏡的面形；LED照明光源(6)與反射鏡(7)分居二維平移臺(1)的左右兩側(cè)，橫向光路由LED照明光源(6)照明，反射鏡(7)反射再通過正下方的低像差物鏡(8)使液滴側(cè)面在位于低像差物鏡(8)下端的面形檢測CCD(9)上成像，然后將面形檢測CCD(9)實時采集的圖像信息， 傳給計算機(10)進行圖像處理，當實時檢測到較理想的液滴透鏡面形時，通過計算機(10) 控制開啟位于二維平移臺(1)上方的紫外激光器G)，將紫外固化光學(xué)膠液滴固化。
2.利用權(quán)利要求1所述的原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置的制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)將帶有激發(fā)光濾光片(XT)的光激發(fā)單元或帶有檢測光濾光片31的光檢測單元以濾光片朝上的方式置于二維平移臺(1)上方；2)計算機(10)通過注射器活塞步進電機(15)控制注射器(5)進行紫外固化光學(xué)膠液滴的吸取，通過注射器上下步進電機(16)和注射器左右步進電機(17)控制注射器(5) 二維移動，使注射器( 定位在生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)光激發(fā)單元的激發(fā)光濾光片m或光檢測單元的檢測光濾光片(31)的正上方；3)計算機(10)通過注射器活塞步進電機(15)控制注射器(5)進行紫外固化光學(xué)膠液滴的下滴，一滴的量約為IOyL;4)計算機(10)控制高壓電源C3)，向上電極( 施加高電壓，操控液滴透鏡的面形；同時開啟LED照明光源(6)，光線準直后經(jīng)反射鏡(7)和低像差物鏡(8)使透鏡的側(cè)面在面形檢測CCD(9)上成像，然后將面形檢測CCD(9)實時采集的圖像信息，傳給計算機(10)進行圖像處理；5)當計算機(10)實時檢測到液滴透鏡面形呈現(xiàn)為拋物面形甚至類圓錐形時，通過計算機(10)控制開啟紫外激光器(4)將液滴固化，得到非球曲面光學(xué)微透鏡；6)如果微透鏡一次不能達到所要求的形狀，再次釋放紫外固化光學(xué)膠的液滴，按照步驟1 4多次進行紫外激光的照射固化。
全文摘要
本發(fā)明提出一種新的原位成型式光學(xué)微透鏡的激光微制造裝置及方法，屬于生物學(xué)、分析化學(xué)及醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域。該套裝置與方法將紫外固化光學(xué)膠從一定高度釋放，滴落在芯片原定位置上，即生物芯片微光譜檢測系統(tǒng)的光激發(fā)單元和光檢測單元的濾光片上，用一定功率的紫外激光照射一定的時間，將光學(xué)膠液滴固化成吻合設(shè)計形狀的光學(xué)微透鏡。本發(fā)明的本質(zhì)是在需要微透鏡的微點平面上直接原位成型光學(xué)系統(tǒng)所要求的非球曲面光學(xué)微透鏡，不需要任何模具或掩模等微尺度輔助工具，避免了傳統(tǒng)方法的兩大技術(shù)難題，方法簡單、制作速度快、成本低、適合批量生產(chǎn)。
文檔編號G02B3/00GK102230978SQ20111015445
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者劉世炳, 吳堅, 鄭楊, 陳濤 申請人:北京工業(yè)大學(xué)