摘要
微透镜阵列（MLA）是重要的微光学元件，被应用于各类光学系统中以实现成像、传感、显示等功能，在医学成像、自动驾驶、机器人视觉等领域具有广阔的应用前景。仿生复眼作为一种具有曲面分布的MLA，相比平面的MLA，具有更大的视场和更高的空间分辨率，在动态视觉检测领域有着出色表现。微纳米加工技术为MLA的制备提供了技术基础，保证MLA的光学性能，且能够实现不同材料 MLA 的制备。随着科技的发展，诸多领域对光学系统有了更高的要求，自适应和智能化的光学解决方案是满足复杂需求的关键。智能的可调谐光学元件能够适应外部环境变化并做出相应调整，从而提高系统的实用性和灵活性，推动光学应用向智能化方向的转型。形状记忆聚合物（SMP）具有独特的形状记忆能力，能够在特定环境中改变、保持和恢复形状，可以作为制造新型光学元件的理想材料，用于制备具有高度可调谐性、快速响应的多功能集成光学元件。本论文结合飞秒激光加工技术和聚合物转写工艺制备了形状记忆聚合物 MLA 和复眼，主要内容如下： 1.使用飞秒激光直写技术和湿法刻蚀技术制备了石英MLA模板。使用飞秒激光按照程序逐点加工，在石英表面制备了大面积的微孔阵列，经过20%氢氟酸（HF）的腐蚀作用下，微孔逐渐演化为透镜结构，在合适的激光加工参数和刻蚀时间的下，制备了透镜规模为200*200的MLA（透镜直径约40 μm），填充因子高达100%。石英微透镜阵列模板将用于形状记忆聚合物MLA的转写。 2.将tBA（丙烯酸叔丁酯）、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯（AUD）以8：2的质量比混合，添加 tBA 和 AUD 总质量 2%的二苯基（2,4,6-三甲基苯酚）氧化膦（TPO）作为光引发剂，通过搅拌得到前驱体溶液。后续通过光固化转写过程得到了可调谐的形状记忆聚合物MLA。形状记忆聚合物的变形-恢复能力是MLA的调谐基础，通过实验探究了拉伸和挤压过程中微透镜阵列的形状和焦距变化，当微透镜阵列的拉伸面积变化率从0到120%时，焦距从116μm增加到283μm，并且微透镜阵列能够在15 s内恢复到初始状态。 3.制备了形状记忆聚合物复眼。在小钢珠和圆形孔洞模板的共同挤压作用下得到了直径3.9 mm,高度1.77 mm的半球形复眼。对复眼的形貌进行表征并探讨其光学性能。复眼的可调谐能力依然依靠形状记忆效应实现，通过复眼从曲面恢复到平面的过程中的有规律变化，实现了大范围的可调谐视场（160°~0°）和主眼焦距（4.81 mm~+∞）。最后，对复眼进行标定后，将其用于运动物体的实时成像检测，并根据捕获到的图像进行运动轨迹的重建，证明了复眼的运动检测能力。
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