Fabrication of Larger-area Microlenses Arrays Based on Electric-field-driven Jet Micro-scale 3D Printing Technology

摘要： 大面积圆形、柱状及梯度折射率微透镜阵列在裸眼3D、光学传感、仿生学、医疗内窥镜等领域具有非常广泛的需求，然而，如何实现大面积多类型微透镜阵列的简单化、低成本、高效率制造是学术界与产业界共同面临的一项挑战性难题。基于电场驱动喷射微3D打印技术，提出了一种可实现大面积多类型微透镜阵列制备的新方法，通过实验揭示了主要工艺参数（电压、气压，打印速度）对制备的不同类型微透镜形貌与质量的影响与规律，利用提出的方法并结合优化的工艺参数，在玻璃基底上分别实现了面积为120 mm×120 mm、100 cm×45 cm的圆形与柱状微透镜阵列的制造，在柔性PET基底上实现了面积为160 mm×160 mm的圆形微透镜阵列的制造，利用电场驱动喷射微3D打印的多层打印模式实现了折射率梯度变化范围为0.1的梯度折射率微透镜阵列的制造。实验结果表明，制备的微透镜阵列具有良好的几何与光学性能，基于电场驱动喷射微3D打印大面积、多类型微透镜阵列制造方法具有效率高、成本低、批量化的显著优势，为大面积多类型微透镜阵列制造提供了一种全新的解决方案。