原位成型法光学微透镜的形成机理及其激光微制造技术研究

对体积小到可嵌入芯片并灵敏度能达到生物技术要求的光谱检测微系统研制，已是目前各国急求解决并都处在探索阶段的阻碍生物芯片发展"瓶颈"问题。已有成果证明：使用正确的曲面微透镜并与微检测工作端面高精度地同光轴粘合，是提高生物芯片中微体积光谱微检测灵敏度的关键之一。本项目首次提出原位成型法制作工艺是，将紫外固化光学胶从一定高度释放，滴落在微小滤光片上，当其自上而下向四周扩散流淌时，形状随表面张力而变化，适时地用紫外激光照射，可将其固化成吻合设计形状的光学微透镜。它不需要模具或掩模，在需要的微点平面上直接原位成型系统所需曲面微透镜。这是一种简易快速的激光微制造技术，克服其它方法中需要高精确剥离基材和与工作端面高精度同光轴粘合的难题。本项目的研究包括光学微透镜的形成机理，激光微制造技术和在生物芯片中验证修正。它将为生物芯片提供关键微型器件和在国际光谱仪器微型化领域获得领先地位,提供原创激光微制造技术

原位成形光学微透镜制造技术为创新型技术，已获发明专利。本研究获得成果如下:(1)在理论方面,微透镜表面形状的计算方法及其聚光性能的研究取得初步进展,该成果为在微流体力学、化学动力学和高分子材料学的基础上深入研究激光与微紫外固化光学胶相互作用机理打下良好基础。(2)在实验方面，制作出直径为毫米级的原位成形光学微透镜，并进行聚光性能的实验。该成果为微透镜的最佳工艺条件、样机制作及其在航天、生物和化学等领域的应用研究打下良好基础。