新型光微流體光器件的設(shè)計、制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、微流控光學(xué)是光學(xué)和微流控技術(shù)的結(jié)合。相對于傳統(tǒng)的固體器件,微流控光學(xué)器件在尺寸上微型化、可調(diào)諧手段上更多樣化、可集成于芯片實驗室中用于化學(xué)生物分析檢測。本文研究了基于PDMS芯片的微流控光學(xué)器件及拓展了其應(yīng)用,對微流控光學(xué)器件的光學(xué)特性進(jìn)行表征及探討。
　　本研究制備了磁流體液芯光纖,液芯為磁性顆粒半徑為10nm的石蠟基Fe3O4磁流體。在不同磁場下對光纖出射光強進(jìn)行調(diào)諧及理論計算了光纖中光波模式。實驗結(jié)果與理論計算相吻合,并給出

2、了磁流體液芯光纖的傳輸損耗。集成型光源對于微全分析系統(tǒng)中生物化學(xué)分析檢測有著深遠(yuǎn)的意義。在上述背景下,我們展開了微型染料激光器的研究。采用傳統(tǒng)的光刻及PDMS快速原型復(fù)制制備了微環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)。因其損耗較大,泵浦閾值較高,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計上的改進(jìn),大大降低了激光泵浦閾值。運用兩種相溶液體的層流機制進(jìn)行了微型干涉儀的研究。結(jié)果表明,改變兩相液體注入的流速比時,干涉曲線發(fā)生變化,干涉峰個數(shù)逐漸增加。為了更清晰表征微通道中的液體的擴散情況,在理論

3、上進(jìn)行了折射率分布的模擬。同時,我們也記錄了在不同流速比情況下,兩相液體交界面位置的變化。基于干涉現(xiàn)象的折射率計在傳感器中應(yīng)用比較廣泛。隨著近期微流控液滴的應(yīng)用方面的廣泛研究,我們利用產(chǎn)生微液滴的機制制備了微型信號發(fā)生器,并拓展了其應(yīng)用。實驗結(jié)果表明,產(chǎn)生的信號頻率及波形通過改變液體的流速比來控制,給出了信號頻率與流速比不變情況下的關(guān)系曲線。在信號發(fā)生器的基礎(chǔ)上,設(shè)計雙T結(jié)構(gòu)實現(xiàn)信號編碼器。微流控光學(xué)器件的研究促使了集成光學(xué)的發(fā)展,也對