本发明涉及微透镜的技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种微透镜镜组阵列系统及制备方法。
背景技术：
自上世纪80年代起，光学技术的发展使得信息的传输、存储、显示和处理发生了根本性的变化。微光学技术及器件是发展最快的领域之一。微透镜阵列作为最重要的一类微光学元器件，不但极大减少了传统透镜的体积，而且具有许多独特的光学性质，在光电行业具有广泛的应用，如扩散、整形、均匀、聚焦、成像等。
金刚石切削是传统制作微透镜阵列的方法。然而，加工设备昂贵，需要复杂的运动误差控制反馈系统。切削刀具成本高且易损坏，难以在大幅面上的实现高均匀度和低粗糙度，因此通常只被用来制作小面积微透镜阵列模版。麻省理工学院(mit)的c.r.forest等提出微锻造技术，虽然改善了粗糙度，但切削和抛光两次处理增加了保证机械运行误差的难题，运行效率低，在文献[]c.r.forest,m.a.saez,i.w.hunter,microforgingtechniqueforrapid,low-costfabricationofmicrolensarraymolds,appliedoptics,46(36),pp.8668-8673,2007.中只给出了口径1mm微透镜阵列的实验结果。
目前，用于制作微透镜阵列的方法主要有热融回流法、打印法、光敏玻璃法、离子交换法等。热融回流法是目前制作微透镜阵列最成熟的方法。利用熔融液体冷却时表面张力作用自然地形成微透镜形状，因而粗糙度小。近年来随着半导体光刻工艺的不断进步，热回流法结合光刻或者激光直写技术，将光刻胶作为熔融介质，制得高占空比的微透镜阵列，口径范围从数百微米到小于10微米。
上述的微透镜阵列，受其制作方法限制，通常只具有一个光学功能面，并且容易被测量和复制，从而引起的像差、球差等成像缺陷，这在很大程度上限制了微透镜阵列在更为精密的光学系统中的应用。2016年naturephotonics（[]t.gissibl,s.thiele,a.herkommer,andh.giessen,two-photondirectlaserwritingofultracompactmulti-lensobjectives,naturephotonics,10(8),554-560,2016.）报道了一种口径100微米微透镜物镜，采用双光子激光直写制作，有5个光学功能面，矫正了像差，具备优良的光学传递函数，在光纤系统、量子芯片、机器视觉等对成像器件的集成和品质有较高要求的光学系统中有广泛应用。但双光子激光直写技术制备效率低，不适合制作大幅面微透镜阵列器件。
针对上述问题，结合紫外压印技术，本发明提出一种微透镜镜组阵列系统及其制备方法。其有若干光学功能面，不易被测量和复制；并且，光学性能不受污染物的影响；采用的压印和填充方法，制备效率高，因而适合制作大幅面微透镜阵列薄膜器件，例如基于微透镜阵列的莫尔成像器件。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种微透镜镜组阵列系统及其制备方法以解决上述的技术问题。
本发明的一个技术方案是：
一种微透镜镜组阵列系统，其特征在于，其包括：
承载体；
微透镜镜组阵列层，所述承载体表面至少设有两组微透镜镜组阵列层，所述微透镜镜组阵列层包括若干微透镜，且至少一组微透镜镜组阵列层表面设有聚合物材料，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.01~0.3；
其中，一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜与另一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜相互对准，且所述对准误差不大于微透镜开口口径的10%。
在其中一实施例中，所述对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
在其中一实施例中，所述微透镜镜组阵列层位于所述承载体一侧；
或，所述承载体两侧设有微透镜镜组阵列层。
在其中一实施例中，所述微透镜为凸起结构或凹陷结构。
在其中一实施例中，所述微透镜可以为半球透镜、六角透镜、柱透镜或三角透镜。
在其中一实施例中，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.02~0.25。
一种微透镜镜组阵列系统制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、提供一承载体；
s2、在所述承载体表面设有微透镜镜组阵列层，其中，所述承载体表面至少设有两组微透镜镜组阵列层，所述微透镜镜组阵列层包括若干微透镜，且至少一组微透镜镜组阵列层表面设有聚合物材料，使的微透镜镜组阵列不被复制，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.01~0.3；
其中，一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜与另一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜相互对准，且所述对准误差不大于微透镜开口口径的10%。
在其中一实施例中，所述对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
在其中一实施例中，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.02~0.25。
在其中一实施例中，所述微透镜镜组阵列层位于所述承载体一侧；
或，所述承载体两侧设有微透镜镜组阵列层。
本发明的有益效果：
本发明提出一种微透镜镜组阵列系统及其制备方法，其有若干光学功能面，不易被测量和复制；并且，光学性能不受污染物的影响；采用的压印和填充方法，制备效率高，因而适合制作大幅面微透镜阵列薄膜器件，例如基于微透镜阵列的莫尔成像器件。
附图说明
图1为本发明一种微透镜镜组阵列系统结构示意图；
图2为本发明一种微透镜镜组阵列系统又一种结构示意图；
图3为本发明一种微透镜镜组阵列系统又一种结构示意图；
图4为本发明一种微透镜镜组阵列系统又一种结构示意图；
图5为本发明一种微透镜镜组阵列系统又一种结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种微透镜镜组阵列系统，其包括：
承载体；所述承载体包括第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面；
微透镜镜组阵列层，所述承载体表面至少设有两组微透镜镜组阵列层，所述微透镜镜组阵列层包括若干微透镜，且至少一组微透镜镜组阵列层表面设有聚合物材料，该聚合物材料设于微透镜表面，可以将微透镜全部遮挡，或者遮挡微透镜的一部分，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.01~0.3，这样可以保证微透镜的光学性能，这样可以保证微透镜镜组阵列层不被复制或者不被污染；当然，微透镜镜组阵列层可以位于所述承载体一侧，也可以位于所述承载体两侧；所述微透镜镜组阵列层的材料可以为热固化或者光固化胶；
其中，由于为了达到微透镜镜组阵列系统，要使的不同层的微透镜镜组阵列层中的微透镜要进行对准，所以一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜与另一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜相互对准，且所述对准误差不大于微透镜开口口径的10%。在其中一实施例中，对于更高精密度的系统，所述对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
在其中一实施例中，所述微透镜为凸起结构或凹陷结构。其中，所述微透镜可以为半球透镜、六角透镜、柱透镜或三角透镜。
在其中一实施例中，为了系统的光学效果更好，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.02~0.25。
一种微透镜镜组阵列系统制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、提供一承载体；所述承载体包括第一表面以及与第一表面相对设置的第二表面；
s2、在所述承载体表面设有微透镜镜组阵列层，其中，所述承载体表面至少设有两组微透镜镜组阵列层，所述微透镜镜组阵列层包括若干微透镜，且至少一组微透镜镜组阵列层表面设有聚合物材料，使的微透镜镜组阵列不被复制，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.01~0.3；这样可以保证微透镜的光学性能，这样可以保证微透镜镜组阵列层不被复制或者不被污染；当然，微透镜镜组阵列层可以位于所述承载体一侧，也可以位于所述承载体两侧；所述微透镜镜组阵列层的材料可以为热固化或者光固化胶，
其中，一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜与另一所述微透镜镜组阵列层中的微透镜相互对准，且所述对准误差不大于微透镜开口口径的10%。
在所述承载体一侧通过压印的方式，然后固化，使的模具与所述承载体分离，在所述承载体一侧形成微透镜镜组阵列层，然后在所述微透镜镜组阵列层一侧设有聚合物材料，在通过模具进行对准压印在所述聚合物材料远离所述承载体一侧形成另一微透镜镜组阵列层；当然还可以在所述承载体的另一侧形成微透镜镜组阵列层，此时可以在所述微透镜镜组阵列层一侧设聚合物材料。
在其中一实施例中，所述对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
在其中一实施例中，所述聚合物材料与所述微透镜镜组阵列层的材料折射率之差绝对值为0.02~0.25。
请参阅图1，一种微透镜镜组阵列系统，包括：承载体10、第一微透镜镜组阵列层21以及第二微透镜镜组阵列层31，所述第一微透镜镜组阵列层21以及第二微透镜镜组阵列层31位于所述承载体10的同一侧，所述第一微透镜镜组阵列层21设于所述承载体10表面，所述第一微透镜镜组阵列层21具有第一微透镜面20，所述第二微透镜镜组阵列层31位于所述第一微透镜镜组阵列层21一侧，将聚合物材料设于所述第一微透镜镜组阵列层21一侧，然后在远离所述第一微透镜镜组阵列层21形成第二微透镜面30，这样形成第二微透镜镜组阵列层31；所述第一微透镜镜组阵列层21的材料折射率为n1，所述第二微透镜镜组阵列层31的聚合物材料折射率为n2，其中所述n1与n2的折射率差绝对值为0.01~0.3，或者为0.02~0.25。其中，所述第一微透镜镜组阵列层21以及第二微透镜镜组阵列层31所使用的材料为热固化或者光固化胶，例如uv胶。
请参阅图2，所述第一微透镜镜组阵列层21以及第二微透镜镜组阵列层31之间具有一定的间隔。
请参阅图3，其中，图1以及图2中的第二微透镜镜组阵列层31被另一种微透镜镜组阵列层41替换，所述微透镜镜组阵列层41具有微透镜面40，与图1、图2的区别就是微透镜形态不同。
请参阅图4，在图3的基础上，所述承载体另一侧设有第三微透镜镜组阵列层51，所述第三微透镜镜组阵列层51具有微透镜面50，且表面设有聚合物材料52，所述第三微透镜镜组阵列层51的材料折射率为n3，所述聚合物材料52的折射率为n4，其中所述n3与n4的折射率差绝对值为0.01~0.3，或者为0.02~0.25。从图4中可以看出第一微透镜镜组阵列层21、第二微透镜镜组阵列层31以及第三微透镜镜组阵列层51存在一定的对准关系，所述微透镜的对准误差不大于微透镜开口口径的10%，对于误差更高的系统，所述微透镜的对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
请参阅图5，图5中给出第一微透镜镜组阵列层21以及第三微透镜镜组阵列层51位于承载体两侧，所述第一微透镜镜组阵列层21被聚合物材料42填充，且折射率n1以及n2折射率差绝对值为0.01~0.3，或者为0.02~0.25；第三微透镜镜组阵列层51与图4中相同，所述微透镜的对准误差不大于微透镜开口口径的10%，对于误差更高的系统，所述微透镜的对准误差不大于微透镜开口口径的5%。
本发明提出一种微透镜镜组阵列系统及其制备方法，其有若干光学功能面，不易被测量和复制；并且，光学性能不受污染物的影响；采用的压印和填充方法，制备效率高，因而适合制作大幅面微透镜阵列薄膜器件，例如基于微透镜阵列的莫尔成像器件。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，上面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于上面描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。并且，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。