[2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 韩国首尔(2019.1.27-2019.1.31)] 2019年IEEE第32届国际微机电系统会议(MEMS) - 基于柔性μLED的光遗传学工具，集成μ透镜阵列与圆锥形聚光器，实现超过80%的光提取效率提升

摘要： 本文报道了由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的球形微透镜（μ-lens）的制备与表征，以及其集成于基于微发光二极管（μLED）的光遗传学植入物中的应用。该微透镜采用可重复使用的硅模具制备，该模具通过湿法化学HNA（氢氟酸、硝酸和醋酸）蚀刻实现，使用最小开口达5微米的掩模层，并针对低表面粗糙度（Ra < 45纳米）的半球形微透镜腔体进行优化。通过使用聚合物脱模层（PRL）的PDMS模塑工艺，实现了直径低至10微米的微透镜，该工艺提升了微透镜脱模效果并使Ra值降至5纳米以下。线性微透镜阵列被转移至集成有锥形聚光器（CC）的μLED发射面。PDMS填充的CC通过聚合物探针基底与PDMS界面的光反射改善了微透镜的发光性能，且未增加整体探针尺寸。结合集成微透镜阵列与CC的μLED使用，光学植入物在空气和水中的整体光提取效率分别提升了115%和83%，峰值强度分别提高了145%和95%。