微流體染料激光器及其相關光器件的研究.pdf

1、光流體通過操控光和流體在微納尺度上的相互作用來制作高集成多樣性的器件和系統(tǒng)，被稱為光和微流體的聯(lián)姻。本文主要研究了基于PDMS芯片的光流體染料激光器以及微流通道中液滴、層流等效應在微流控光學器件中的應用。
　　隨著微全分析系統(tǒng)的快速發(fā)展，制作小體積低功耗的集成光源對于生物化學檢測分析的重要性愈發(fā)顯著。此外，光子器件的小型化也使得集成光源，特別是微腔激光器在芯片實驗室系統(tǒng)中顯得愈發(fā)重要。我們采用傳統(tǒng)的光刻及 PDMS快速原型復制技術

2、在PDMS芯片上制備了環(huán)形諧振腔結構。通過結構設計上的改進，有效地減小了微腔內的光損耗，從而極大地降低了激光器的閾值。
　　相比于傳統(tǒng)的需要高品質因素的微腔來提供光學反饋的光流體激光器，為了進一步簡化制作步驟，我們在固化的PDMS表面進行氧等離子處理使其形成納米級別的表面褶皺。并且利用表面褶皺增強光散射形成光放大，成功地制備了不需要諧振腔的光流體隨機激光器。
　　微流控光學器件和傳統(tǒng)的固態(tài)光學元件相比，具有高集成度和可重構的

3、特點。通過流體之間的相互作用使光流體器件可調諧。我們利用軟光刻的方法制作了雙臂干涉微流控芯片。模擬了在不同的流速比下，由于兩相液體的對流擴散效應導致通道內折射率分布的變換情況。在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)在不同的流速比下，相溶液體交界面擴散程度的不同導致光通過雙臂時的光程差產(chǎn)生差異，從而造成干涉峰位置和數(shù)目上的變化，形成可調諧光流體干涉儀。
　　液滴微流體技術是指在微通道內通過操縱微小液滴精確控制其形成、反應以及混合。我們通過改變離散相液體