基于SU-8的微透镜阵列的设计和制作

以SU-8作为结构材料,采用紫外光刻工艺,尤其以斜曝光工艺为主,加工出主光轴平行于衬底基片的微透镜阵列,单个微透镜的直径大约为500μm。初步确定出加工此透镜所需要的曝光剂量、前烘时间、后烘时间和显影时间,为加工其他尺寸的透镜提供参考。基于此方法加工的微透镜阵列能够对光束进行聚焦、反射、衍射、相位调制等控制,从而可最终实现光开关、衰减、扫描和成像等功能,为其他微型光学器件,如分光镜和反射镜等的系统集成提供极大的便利。同时,此微透镜阵列也会被集成在微流细胞仪中用来对流式细胞仪中样本流做荧光检测,极大地提高了检测的精度。

基于SU-8的微流沟道的设计和制作

以SU—8作为结构材料,采用紫外光刻工艺,尤以斜曝光工艺为主,制造一种新型的、小型化的、低成本的、三维的、高深宽比的微流沟道,微流沟道的高度约为1100μm。初步确定出加工此微流沟道结构所需要的曝光计量、前烘时间、后烘时间和显影时间以及工艺方法,为加工其他尺寸的微流沟道提供参考。基于此方法加工的微流沟道可以应用在微型流式细胞仪上,来提供红细胞计数、血色素浓度、血小板计数和红细胞单元指数等参数。

一种新型的混合器设计与分析

在"T"型混合器的基础上,通过在混合室入口处设计一对交错的空间喷嘴阵列,使来自相反方向的混合流体混合面积增加,扩散效果增强,利用中心结构的肋骨和弯道产生涡流,缩短混合时间,使混合效果增强。通过使用COMSOL软件,对喷嘴阵列孔的大小、肋骨尺寸、环形结构尺寸分别进行了分析,在综合考虑输入压力和混合效果的前提下,最终确定了混合器的具体尺寸,并提出使用微机电系统(MEMS)工艺进行加工,通过同时使用斜曝光和垂直曝光SU-8来完成加工。仿真结果表明,该混合器混合效果良好,混合时间明显缩短。

NOA73材料的微透镜阵列快速制造技术

针对传统微透镜阵列制作工艺复杂、成本高、周期长等缺点,研究了一种低成本、高效率制作微透镜阵列的技术方法。以SU-8负性光刻胶为主模结构材料,采用2次紫外斜曝光工艺,加工出主光轴平行于硅基的微透镜阵列作为主模结构。依次采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)软光刻技术和NOA73紫外曝光技术对主模结构进行复制得到PDMS和NOA73 2种材料的微透镜阵列,用共聚焦显微镜观察微透镜阵列的表面形貌并搭建光学检测平台,测试微透镜阵列的成像效果。结果显示,NOA73材料的微透镜阵列具有更好的光学性能。通过上述工艺加工的微透镜阵列具有较好的成像效果和表面形貌,重复性好且加工周期短,可集成在微流式细胞仪中用于样本流的荧光检测,提高了检测精度。