光流控芯片及其應(yīng)用

關(guān)于光流控芯片及其應(yīng)用第一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日前言在信息時代的今天——光在我們生活、生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色。隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對光學(xué)器件也提出了新的要求。為了滿足這些要求科學(xué)家創(chuàng)造了——光流控芯片。第二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日1光流控學(xué)微流控技術(shù)微型光學(xué)器件？Optofluidics第三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日意義為在芯片平臺上產(chǎn)生、控制以及處理光信號提供了一種獨特的解決方案。第四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日微流控技術(shù)“microfluidics”

微米級結(jié)構(gòu)納米級結(jié)構(gòu)操控納升至皮升體積流體技術(shù)與學(xué)科支撐技術(shù)微全分析系統(tǒng)芯片實驗室第五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日微型光學(xué)器件微型光學(xué)菱鏡光纖微型光學(xué)器件微型傳感器微型棱鏡微型反光鏡光纖微透鏡微型傳感器微型光源微透鏡第六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日微透鏡——微流控作用早期更換微鏡芯片液體調(diào)節(jié)折射率變焦速度響應(yīng)較慢后來基于PDMS彈性微鏡改變微鏡元形狀變焦變焦不夠精準可控性不夠好高度依賴接壓力源的穩(wěn)定性第七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日現(xiàn)今微鏡單元不同光介質(zhì)液體流速微鏡單元微鏡液滴兩端微鏡內(nèi)薄片流道變焦變焦液體壓力電勢差變焦變焦微流控填充調(diào)節(jié)控制改變微鏡變形第八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日光流控芯片的特點及優(yōu)勢光流控芯片——將光學(xué)器件集成在一塊芯片上，實現(xiàn)對光信號的生產(chǎn)、控制及處理。光流控芯片主要特點在于結(jié)構(gòu)的可調(diào)化、功能的集成化和系統(tǒng)的微型化。優(yōu)勢：成本低、人力投入少、廢料產(chǎn)生少、自動化程度高、精準度和可重復(fù)性高。第九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日光流控芯片的一般結(jié)構(gòu)chippumpsvalvesphotoniccrystalchannelstopmostlayermiddlelayerthirdlayersensorssourceswaveguides第十頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日光流控芯片的應(yīng)用光流控芯片目前還處于研究階段，但其潛力是巨大的。目前科研工作者已經(jīng)將其應(yīng)用到很多領(lǐng)域。光流控芯片生物技術(shù)化學(xué)合成顯示分析化學(xué)數(shù)據(jù)存儲光開關(guān)顯微技術(shù)第十一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日實例及原理分析1，OMF—世界上最小的顯微鏡在微流道的下方沿流道方向放置ccＤ(電荷耦合元)線陣，而在微流道與ＣＣＤ之間設(shè)置通光孔線陣，ＣＣＤ像元與通光孔單元一一對應(yīng)，但兩線陣方向相差一個很小的角度。由于流動樣品的各點透光率不同，在均勻光波照射下，每個光孔的光通量是隨時間變化的，光通量的變化由ＣＣＤ像元檢測，如圖４（ｂ）所示。通過綜合各個單元的時變信號，可以獲得樣品的光學(xué)圖像［圖４（ｃ）分辨率達到４９０ｎｍ第十二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日2，光處理芯片棱鏡苯甲醇去離子水分光掃描頂角偏離角調(diào)節(jié)流速75*~135*-13.5*~22*第十三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日3，核磁共振遠程探測器稀疏采樣光信號放大譯碼液體NMR線圈顯示微流道遠程檢測光纖第十四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日基于手機平臺的光流控細胞計數(shù)器樣品成像空間手機攝像頭微流道發(fā)光二級管分析軟件數(shù)據(jù)第十五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日微流控存儲器電尋址的納米微腔（納米阱）陣列用于俘獲納米顆粒（量子點），數(shù)據(jù)的存儲通過納米阱對量子點的俘獲實現(xiàn)。采用具有不同熒光特性的量子點，可以進行多階編碼存儲。第十六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日光開關(guān)安捷倫光開關(guān)平面波導(dǎo)光路氣泡波導(dǎo)交叉處光全反射光直線傳播折射率匹配液體刻蝕溝道與波導(dǎo)折射率匹配的液體通關(guān)第十七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期日尾聲微流控光學(xué)是一個尚處于嬰兒期的新興領(lǐng)域，有關(guān)理論研究剛剛起步，一些基本概念還在發(fā)展之中，許多技術(shù)問題仍有待解決，商業(yè)化應(yīng)用目前也不多。盡管如此，微流控光學(xué)是一個充滿挑戰(zhàn)和希望的領(lǐng)域，微流控光學(xué)技術(shù)為現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的變革帶來了新的機遇。微流控光學(xué)的研究框架尚未形成，但理論探索的核心課題將是光子與微流系統(tǒng)的相互作用與規(guī)律，技術(shù)研究的一個重要方面則是微