阅读说明：本技术 一种能够可视化测量的结构色膜及其制备方法和应用 (Structural color film capable of being visually measured and preparation method and application thereof ) 是由 张晨初 陈任飞 张健明 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种能够可视化测量的结构色膜及其制备方法和应用,涉及激光表面微纳加工领域,该方法首先在成型透明的PDMS膜上涂覆一层墨水,墨水干燥后,会在PDMS膜表面制备一层墨水层,然后利用聚焦激光干涉光刻技术,采用超快激光器调节好相关参数后对样品进行处理,在样品表面加工出周期性的微纳沟槽阵列,得到所述的结构色表面。本发明公开了一种利用该结构色膜的制备方法,在柔性执行器上制备出结构色表面,在柔性执行器的变形过程中,对应结构色表面的颜色也会发生变化,以其相应结构色的颜色变化与变形的对应关系,实现了对柔性执行器弯曲角的非接触可视化测量。(The invention discloses a structural color film capable of being measured visually, a preparation method and application thereof, and relates to the field of laser surface micro-nano processing. The invention discloses a preparation method of a structural color film, which is characterized in that a structural color surface is prepared on a flexible actuator, the color of the corresponding structural color surface can be changed in the deformation process of the flexible actuator, and the non-contact visual measurement of the bending angle of the flexible actuator is realized according to the corresponding relation between the color change and the deformation of the corresponding structural color.)

一种能够可视化测量的结构色膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及激光表面微纳加工领域，尤其涉及聚二甲基硅氧烷(PDMS)基体上结构色 膜的制备方法及其应用。

背景技术

在生物启发下的表面微结构具有独特功能，比如超疏水的荷叶表面、各向异性的水稻叶 表面、可收集水雾的沙漠甲壳虫表面以及绚丽多彩的蝴蝶翅膀等结构色表面作为其中的一种， 是由于表面上有极薄的蜡层、刻点、沟缝或鳞片等细微结构，使光波发生折射、漫反射、衍 射或干涉而产生的各种颜色。比如蝴蝶翅膀由于表面上的脊状微结构，而呈现出绚丽多彩的 颜色；很多鸟类的羽毛由于表面的微结构，从特定的角度下观察时都能看到格外耀眼的亮色， 换个角度颜色就会发生变化；这些结构色表面不是由色素产生，具有不褪色、环保和虹彩效 应等优点，在显示、防伪、传感等领域具有广阔的应用前景，由此引起了结构色膜在相关领 域的应用。因此制备出结构色膜得到了越来越多的关注，人们渴望将结构色膜应用于实验生 产中，尤其是在聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜上制备结构色表面。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有防水、疏水、透光性高、生物相容性佳、制作过程简便且快速等特性，是一种透明的高弹性柔性材料，被广泛应用于生物医学工程，微流体芯片，柔性执行器等领域。作为柔性执行器的重要组成部分，PDMS所具有的高弹性的特点，可以在柔性执行器上实现较大的变形。用聚焦激光干涉技术加工PDMS膜，得到结构色膜，非常具有应用前景。

在PDMS上制备结构色表面的方法有很多，典型的方法有：二氧化硅微球自组装法，纳 米压印和转印法等。微球自组装法就是将纳米级的二氧化硅微球自组装成一定结构排列成光 子晶体，再倒入未固化的PDMS，使其填补微球之间的空隙，固化后用氢氟酸腐蚀去除二氧 化硅微球，合成反蛋白石结构。这种方法的制作工艺复杂，还需要使用氢氟酸，会对人体和 环境产生一定的伤害。纳米压印和转印，都是依赖于已有的衍射光栅，对未固化之前的柔性 材料进行处理，得到与衍射光栅一样的周期结构，很难灵活的调整周期，在面对复杂图形是， 需要定制衍射光栅作为模具，加工的灵活性低。

综上所述，开发出一种工艺简单，制备效率高，加工图案灵活，适用于大面积加工，且 不产生任何环境污染，快速实现在固化的PDMS上制备结构色表面，是目前科研工作者亟待 解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种能够可视化测量的结构色膜及其制 备方法和应用，以解决现有技术中工艺复杂技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种能够可视化测量的结构色膜，所述结构色膜具体由顶部平整的底板和覆 盖在其顶部的可视化测量层构成，且所述结构色膜的顶部开设有周期性微纳米沟槽阵列，所 述周期性微纳米沟槽阵列的深度不小于可视化测量层的厚度。

进一步，所述底板的制备方法具体为：

按照10：1的质量比，取液体聚二甲基硅氧烷和PDMS固化剂,混合搅拌均匀后，旋涂在 载玻片上，旋涂后放在加热板上加热固化，得到固化的PDMS膜，即底板。

进一步，所述可视化测量层具体为固化在底板顶部的墨水层。

本发明还提供一种上述的结构色膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，按照10：1的质量比，取液体聚二甲基硅氧烷和PDMS固化剂,混合搅拌均匀后， 旋涂在载玻片上，旋涂后放在加热板上加热固化，得到固化的PDMS膜；

步骤二，将PDMS膜放在盛有去离子水的超声波清洗仪中清洗，清洗干净后，将所述PDMS膜表面用冷风机吹干或室温自然晾干，得到洁净的PDMS膜；

步骤三，在步骤二中得到的洁净的PDMS膜表面涂覆一层黑色的墨水，然后放置在室温 下使表面的墨水干燥，得到表面带有一层墨水层的PDMS膜；

步骤四，利用聚焦激光干涉光刻加工技术对步骤三得到的表面带有一层墨水层的PDMS 膜表面进行聚焦激光干涉光刻扫描处理，在其表面加工出周期性微纳米沟槽阵列，即得到所 述的结构色膜。

进一步，步骤一中所述的旋涂采用旋涂机进行旋涂，先将混合搅拌后的PDMS滴在载玻 片上，用500r/min的转速，保持10s，再用1500r/min的转速，保持60s，所述加热器板上加 热，加热的温度为80℃-100℃，加热时间为3-4小时，所述加热板的温度误差为±1℃。

进一步，步骤四中所述的聚焦激光干涉光刻扫描，使用二维移动台实现，首先将激光器 输出的激光调制成两束光斑大小为1×1cm²具有相同能量的光束，用两个凸透镜将两束光束 汇入成1×1mm²正方形光斑；通过对光路的调整，使光束在时间和空间上叠加在样品上，保 持激光束不动，汇成的正方形光斑固定，样品相对于光斑运动，平台的移动为0.1mm/s-1m/s。

进一步，步骤四中所述的激光器中心波长为355nm，脉宽为10ns，重复频率为10Hz，激 光干涉角为7.54°，激光强度为0.40mW/cm²，激光的扫描速度为0.2mm/s。

本发明还提供一种上述结构色膜在柔性执行器件中的应用，柔性执行器件的外表面具体 由所述结构色膜构成。

本发明还提供一种非接触式测量上述柔性执行器件曲率的测量方法，该方法包括以下步 骤：

步骤一、利用LED白光照射在所述柔性执行器表面的结构色膜位置上；

步骤二、对柔性执行器通电和断电，使柔性执行器发生周期性的弯曲运动，所述柔性执 行器上的结构色膜也会进行周期的弯曲运动；

步骤三，同步采集柔性执行器上结构色膜周期性弯曲运动过程中其表面因光源照射产生 的衍射条纹变化情况的图像信息和柔性执行器周期性弯曲运动的变形图像信息；

步骤四、利用数字图形处理法统计在周期性弯曲运动过程中结构色膜表面任一点的颜色、 柔性执行器的变形、柔性执行器弯曲角度与时间的对应关系；

步骤五、在柔性执行器进行周期性弯曲运动过程中，根据任意时刻结构色膜表面任一点 的颜色，确定对应的柔性执行器的弯曲角度。

进一步，所述任一点的颜色具体为图形信息中任一点的RGB值。

本发明一种红掌土培方法，本发明的有益效果体现在：

(1)利用本发明方法制备在成型透明的PDMS上的结构色膜，是在PDMS膜表面加工出周期性的微纳米沟槽阵列，具有与衍射光栅类似的光学特性，在白光的照射下，以不同的角度观察可以看到各种不同的颜色。具有鲜明的结构色表面特征。

(2)利用聚焦激光干涉光刻技术在PDMS上制备结构色膜，可对成型后的透明PDMS进行加工，制作的工艺简单，加工速度快、不需要依赖于现有的衍射光栅。加工过程中不需要使用其他的化学试剂，绿色环保，且本发明方法的工艺参数容易控制，易于在实际实验生产中的应用。

(3)采用本发明制备得到的PDMS结构色膜，加工出的图形灵活可控；而且可以对干涉的光路进行调整，使得加工出的微纳米沟槽周期可调，大大增加了PDMS膜的适用范围。

(4)结构色膜的制备与柔性执行器相结合，在柔性执行器PDMS层上的特定位置制备 出结构色表面。通过分析柔性执行器发生弯曲时，结构色表面的衍射条纹的改变，找出衍射 条纹与弯曲程度之间的关系，从而实现对柔性执行器曲率的非接触可视化测量，大大降低了 对柔性执行器的测量难度。

附图说明

图1为本发明的聚焦激光干涉光刻的实验装置图；

图2为本发明聚焦激光干涉光刻的模拟光场图；

图3为本发明利用聚焦激光干涉光刻制备结构色膜的原理图

图4为本发明实施例1利用聚焦激光干涉光刻制备得到的结构色膜表面形貌图；

图5为本发明实施例1利用聚焦激光干涉光刻制备得到的结构色膜的周期性微纳米沟槽 的高度图；

图6为本发明实施例1的结构色的观察装置图；

图7(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)为本发明实施例1利用聚焦激光干涉光 刻制备得到的结构色膜在不同角度下观察到的颜色图；

图8为本发明实施例1利用聚焦激光干涉光刻制备得到的结构色膜的观察角与观察到颜 色波长的关系图；

图9为实施例2利用聚焦激光干涉光刻制备得到的海豚图案结构色膜表面形貌图；

图10为本发明实施例2利用聚焦激光干涉光刻制备得到海豚图案的结构色膜的周期性微 纳米沟槽的高度图；

图11(a)、(b)、(c)为本发明实施例2利用聚焦激光干涉光刻制备得到的海豚图案结构色膜在不同角度下观察到的颜色图；

图12为本发明实施例3利用聚焦激光干涉光刻加工在柔性执行器上制备出结构色表面的 观察装置图；

图13(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)(g)、(h)为本发明实施例3利用 聚焦激光干涉光刻加工在柔性执行器上制备出结构色表面变形周期内的颜色和变形图；

图14为本发明实施例3利用聚焦激光干涉光刻加工在柔性执行器上制备出结构色表面的 柔性执行器在整个变形周期内弯曲角与时间的关系图；

图15(a)、(b)、(c)为本发明实施例3利用聚焦激光干涉光刻加工在柔性执行器上制备出结构色表面上的典型点在整个变形周期内的RGB与时间的关系图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请 的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例， 而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”，意图在于覆盖不排他 的包含，例如，包含了一系列步骤的方法不必限于清楚地列出的那些步骤，而是可包括没有 清楚地列出的或对于这些方法固有的其它步骤。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实 施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实例的一种聚焦激光干涉光刻的结构色膜的制备方法，包括以下的具体步骤：

步骤一，按照10：1的质量比，用电子称称取液体PDMS和PDMS固化剂,将称取的液体PDMS和PDMS固化剂在同一烧杯中混合，用玻璃棒朝同一方向搅拌10分钟，搅拌均匀后，用一次性的塑料吸管从烧杯中吸取搅拌均匀的PDMS，滴在水平放置的洁净载玻片上，在室温20℃ 静置5分钟，PDMS会在载玻片上扩散开，同时搅拌时形成的气泡也会在静置时排出，将静置 后带有PDMS的载波片放在匀胶机上，先用500r/min的转速保持10秒，再用1500r/min的转 速保持60秒，旋涂后放在加热板上加热固化，加热的温度为80℃-100℃，加热时间为3-4 个小时，固化过后，将PDMS从载玻片上揭下来，得到PDMS膜样品；

步骤二，将步骤一所述的PDMS膜放在盛有去离子水的超声波清洗仪中清洗，超声波清洗 仪超声频率为40kHz，用电阻率为18.25兆欧取去离子水淹没样品表面，在室温下(20℃) 连续清洗10分钟，清洗干净后，将所述的PDMS样品，室温自然晾干，得到洁净的PDMS膜；

步骤三，在步骤二中所述洁净的PDMS膜表面涂覆一层黑色的墨水，使用的为黑色水性笔 墨水，涂覆时只需要把需要加工的位置用墨水覆盖，将涂有墨水的样品放置在室温下使表面 的墨水干燥，得到表面带有一层墨水层的PDMS样品；

步骤四，采用纳秒激光器，激光器中心波长为355nm，脉宽为10ns，重复频率为10Hz， 对步骤三中所述的需要加工的部位进行聚焦激光干涉光刻扫描，所述的聚焦激光干涉光刻扫 描加工是指，激光光束从激光器出来后首先被扩束，在经过方形的光阑形成1×1cm²的方形光 斑，然后，将激光***成两束具有相同能量的光束，所述单束光的能量密度为0.45J/cm²,为 了获得足够的能量密度，用两个凸透镜将两束光束汇入成1×1mm²正方形；通过对光路的严 格调整，使所述两光束的干涉角为7.54°，并在时间和空间上叠加在步骤三中所述的待加工 样品表面上，形成周期性的光强图，保持激光光束和汇聚的光斑不动，用移动台在原点以 0.2mm/s的速度载着样品，相对于光斑在X方向上运动，光斑以Z方向垂直照射扫描样品表 面，所述移动平台的移动距离，移动速度，移动路径，激光的通断均由电脑控制和设定，完 成x方向上移动后，断开激光，移动台回到原点，让其沿着y方向步进，通过控制步进距离 1mm，此时设为移动台的原点，通入激的同时让用移动台在原点以0.2mm/s的速度载着样品， 相对于光斑在X方向上运动，光斑以Z方向垂直照射在样品表面，完成x方向上移动后，重 复上述完成x方向上移动后过程，完成对加工区域的扫描后，膜表面会形成周期性的微纳米 沟槽阵列，即得到了所述的结构色膜。

本实施例所采用的聚焦激光干涉光刻的实验装置如图1所示，聚焦激光干涉光刻的模拟 光路如图2所示，聚焦激光干涉光刻加工的实验原理图如图3所示；

本实施例制备得到的PDMS结构色膜，其表面形貌图如图4所示，其表面呈现周期性的微 纳米沟槽阵列，其周期为1.35±0.01um，与理论计算周期保持一致，周期性微纳米沟槽的 高度如图5所示；

本实施例制备得到的PDMS结构色膜，其结构色的观察装置图如图6所示，结构色膜表面 制备的是周期性的沟槽，具有与衍射光栅相似的光学特性。当白光照射凹槽时，入射光被分 成不同波长的光谱。由于衍射角与波长有关，光谱的反射率不同，在不同角度的观察中可以 观察到不同的结构颜色。样品被LED灯的白光以40°入射角，利用一种可以在垂直于凹槽方 向的平面上运动的数码光学相机，以不同的角度捕捉反射光。观察角可在0°到90°之间变 化，不同观察角下相应颜色六种具有代表性的颜色，.由于样品尺寸较大(7×4mm²)，当摄像 机位置固定时，样品边缘区域和中心区域的观测角不同这导致了在一定的观察角度下可以看 到的各种结构颜色，其观察到的不同的颜色图如图7所示。

本实施例制备得到的PDMS结构色膜，其观察角与波长之间的关系如图8所示。另外，在 图8中线为用衍射公式得到的理论上波长与观察角度之间的关系图，在实验中可能由于白光 入射角设置时的误差，导致了实验观察与理论之间产生了误差，而本实例制备的PDMS结构色 膜，依然有很好的结构色特性。

实施例2

本实例的一种聚焦激光干涉光刻的结构色膜的制备方法，包括以下的具体步骤：

步骤一，按照10：1的质量比，用电子称称取液体PDMS和PDMS固化剂,将称取的液体PDMS和PDMS固化剂在同一烧杯中混合，用玻璃棒朝同一方向搅拌10分钟，搅拌均匀后，用一次性的塑料吸管从烧杯中吸取搅拌均匀的PDMS，滴在水平放置的洁净载玻片上，在室温20℃ 静置5分钟，PDMS会在载玻片的表面自然的散开，同时搅拌时形成的气泡也会在静置时排出， 将静置后带有PDMS的载波片放在匀胶机上，先用500r/min的转速保持10秒，再用1500r/min 的转速保持60秒，旋涂后放在加热板上加热固化，加热的温度为80℃-100℃，加热时间为 3-4个小时，固化过后，将PDMS从载玻片上揭下来，得到PDMS膜样品；

步骤二，将步骤一所述的PDMS膜放在盛有去离子水的超声波清洗仪中清洗，超声波清洗 仪超声频率为40kHz，用电阻率为18.25兆欧取去离子水淹没样品表面，在室温下(20℃) 连续清洗10分钟，清洗干净后，将所述的PDMS样品，室温自然晾干，得到洁净的PDMS膜；

步骤三，在步骤二中所述洁净的PDMS膜表面涂覆一层黑色的墨水，使用的为黑色水性笔 墨水，涂覆时只需要把需要加工的位置用墨水覆盖，将涂有墨水的样品放置在室温下使表面 的墨水干燥，得到表面带有一层墨水层的PDMS样品，将所述的待加工区域的样品可在表面附 上一个带有海豚图案掩膜；

步骤四，采用纳秒激光器，激光器中心波长为355nm，脉宽为10ns，重复频率为10Hz， 对步骤三中所述的需要加工的部位进行聚焦激光干涉光刻扫描，所述的聚焦激光干涉光刻扫 描加工是指，激光光束从激光器出来后首先被扩束，在经过方形的光阑形成1×1cm²的方形光 斑，然后，将激光***成两束具有相同能量的光束，所述单束光的能量密度为0.45J/cm²,为 了获得足够的能量密度，用两个凸透镜将两束光束汇入成1×1mm²正方形；通过对光路的严 格调整，使所述两光束的干涉角为4.98°，并在时间和空间上叠加在步骤三中所述的待加工 样品表面上，形成周期性的光强图，保持激光光束和汇聚的光斑不动，用移动台在原点以 0.2mm/s的速度载着样品，相对于光斑在X方向上运动，光斑以Z方向垂直照射扫描样品表 面，所述移动平台的移动距离，移动速度，移动路径，激光的通断均由电脑控制和设定，完 成x方向上移动后，断开激光，移动台回到原点，让其沿着y方向步进，通过控制步进距离 1mm，此时设为移动台的原点，通入激的同时让用移动台在原点以0.2mm/s的速度载着样品， 相对于光斑在X方向上运动，光斑以Z方向垂直照射在样品表面，完成x方向上移动后，重 复上述完成x方向上移动后过程，完成对加工区域的扫描后，所述加工样品的由于掩膜的遮 挡，激光无法透过掩膜，加工遮挡的部位加工，可加工出掩膜上海豚的图案，加工过后的膜 表面会形成周期性的微纳米沟槽阵列，即得到了所述的带有海豚图案的结构色膜。

本实施例所采用的聚焦激光干涉光刻的实验装置如实施例1中图1所示，聚焦激光干涉 光刻的模拟光路如实施例1中图2所示，聚焦激光干涉光刻加工的实验原理图如实施例1中 图3所示；

本实施例制备得到的PDMS结构色膜，其表面形貌图如图9所示，其表面呈现周期性的微 纳米沟槽阵列，其周期为2.04±0.01um，与理论计算周期保持一致，周期性微纳米沟槽的 高度如图10所示；

本实施例制备得到的PDMS结构色膜，被LED灯的白光以一定角度入射时，不同观察角度 下可以看到的不同的颜色，其观察到的不同的颜色图如图11所示。

实施例3

本实例的一种聚焦激光干涉光刻的结构色膜的制备方法与柔性执行器相结合，实现对柔 性执行器曲率的非接触可视化测量，包括以下的具体步骤：

步骤一，在柔性执行器的PDMS层表面需要加工的位置上涂覆一层黑色的墨水，使用的为 黑色水性笔墨水，将涂有墨水的柔性执行器样品放置在室温下使表面的墨水干燥，得到表面 带有一层墨水层的柔性执行器样品；

步骤二，采用纳秒激光器，激光器中心波长为355nm，脉宽为10ns，重复频率为10Hz， 对步骤一中所述的柔性执行器需要加工的部位进行聚焦激光干涉光刻扫描，激光光束从激光 器出来后首先被扩束，在经过方形的光阑形成1×1cm²的方形光斑，然后，将激光***成两束 具有相同能量的光束，所述单束光的能量密度为0.40J/cm²,为了获得足够的能量密度，用两 个凸透镜将两束光束汇入成1×1mm²正方形；通过对光路的严格调整，使所述两光束的干涉 角为4.98°，并在时间和空间上叠加在步骤三中所述的待加工样品表面上，形成周期性的光 强图，保持激光光束和汇聚的光斑不动，用移动台在原点以0.2mm/s的速度载着样品，相对 于光斑在X方向上运动，光斑以Z方向垂直照射扫描样品表面，所述移动平台的移动距离， 移动速度，移动路径，激光的通断均由电脑控制和设定，完成x方向上移动后，断开激光， 移动台回到原点，让其沿着y方向步进，通过控制步进距离1mm，此时设为移动台的原点， 通入激的同时让用移动台在原点以0.2mm/s的速度载着样品，相对于光斑在X方向上运动， 光斑以Z方向垂直照射在样品表面，完成x方向上移动后，重复上述完成x方向上移动后过 程，直至完成对需要加工位置的加工，所述柔性执行器加工过后的表面会形成周期性的微纳 米沟槽阵列，即柔性执行器加工过后的位置具有结构色的特性；

步骤三，将步骤二中所述的加工过后的柔性执行器固定，如图12所示，选择执行器表面 的末端点F和不动点O来表征执行器的弯曲程度，当执行器通电时，角度

随着执行器的弯 曲而同时增大，此时执行器的末端点F点将移动到F＇点，当执行器断电时，角度

减小，柔性执行器从F＇恢复到F点；在柔性执行器弯曲时，加工位置结构色表面的衍射条纹也相应地改变，图12所示的实验装置由一组LED照明系统、两个RGB摄像机组成，以及有部分结构色表面的柔性执行器；LED灯发出的白光以15°角度照射在柔性执行器的结构色表面上，CAM 1固定在执行器的前方，用于记录柔性执行器的整个变形周期中结构色表面的衍射条纹 变化，执行器的一个变形周期为60s，前10秒执行器通电，执行器发生弯曲，10秒后，执行器断电，缓慢的恢复；为了获取执行器的弯曲变形，将cam2安装在执行器侧面，与CAM1同步，记录整个变形周期执行器的变形；

步骤四，对步骤三所述的CAM1所采集的视频进行图像化分析，在柔性执行器整个变形周 期的结构色表面上，选取典型点P1、P2、P3记录RGB值，如图13所示；图15显示了典型点 P1、P2、P3的颜色RGB变化趋势，图15中的实线表示RGB模型中红色成分的变化，颜色分量的最大值为255，虚线线表示绿色的颜色分量，而点画线代表蓝色；对步骤三所述的CAM2采集的执行器变形信息进行分析，如图14所示，建立的直角坐标系，利用数字图像处理算法， 得到了点F的位置和执行器的弯曲角度，图14显示了弯曲角度随时间的变化趋势。在实验 中，可以清楚地看到，对于每一个典型点，颜色都有一个近似周期性的往复变化的趋势。此 外，通过对数据的分析在RGB值中，在一个运动周期内有一定的变形，P1，P2，P3点的RGB 值是唯一的。利用变形映射三个典型点的唯一值，实现了柔性材料变形的非接触可视化测量。

本实施例所采用的聚焦激光干涉光刻的实验装置如实施例1中图1所示，聚焦激光干涉 光刻的模拟光路如实施例1中图2所示，聚焦激光干涉光刻加工的实验原理图如实施例1中 图3所示；

本实施例利用聚焦激光干涉光刻加工在柔性执行器上制备出结构色表面的观察装置如图 12所示；

本实施例利用聚焦激光干涉光刻在柔性执行器的表面制备结构色，在白光以一定的角度 照射在结构色表面时，柔性执行器发生变形，其表面的结构色也会同步变化，用CAM1和CAM2 同步观察，其表面结构色的变化如图13所示，左上角为柔性执行器的形变图；

本实施例利用聚焦激光干涉光刻在柔性执行器的表面制备结构色，在柔性执行器的变形 周期内，通过对CAM2记录的视频图像化处理分析，可得到柔性执行器的弯曲角和时间对应的 关系如图14所示；

本实施例利用聚焦激光干涉光刻在柔性执行器的表面制备结构色，在柔性执行器的变形 周期内，通过对CAM2记录的表面结构色变化视频图像化处理分析，可得到柔性执行器上选取 的P1、P2、P3点上颜色的RGB值和时间对应的关系如图15所示.

本实施例利用聚焦激光干涉光刻在柔性执行器的表面制备结构色，在变形的周期内可以 清楚地看到，对于每一个典型点，颜色都有一个近似周期性的往复变化的趋势。此外，通过 对数据的分析在RGB值中，在一个运动周期内有一定的变形，P1，P2，P3点的RGB值是唯一 的。利用变形映射三个典型点的唯一值，实现对柔性材料变形的弯曲角非接触可视化测量。

表1为本发明实施例1和实施2制备得到的PDMS膜表面的周期性微纳沟槽阵列的干涉 角，理论周期和实际周期的结构。

实施例	干涉角	理论周期	实际周期
				实施例1	7.54°	1.35um	1.35±0.01um
实施例2	4.98°	2.04um	2.05±0.01um

表1

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士 能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精 神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离 本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一 点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求 而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括 在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明 书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明 基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。