微流體染料激光器及其相關(guān)光器件的研究.pdf

1、光流體通過(guò)操控光和流體在微納尺度上的相互作用來(lái)制作高集成多樣性的器件和系統(tǒng)，被稱(chēng)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(yīng)在微流控光學(xué)器件中的應(yīng)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(duì)于生物化學(xué)檢測(cè)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(shí)驗(yàn)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(fù)制技術(shù)

2、在PDMS芯片上制備了環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的改進(jìn)，有效地減小了微腔內(nèi)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(zhì)因素的微腔來(lái)提供光學(xué)反饋的光流體激光器，為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化制作步驟，我們?cè)诠袒腜DMS表面進(jìn)行氧等離子處理使其形成納米級(jí)別的表面褶皺。并且利用表面褶皺增強(qiáng)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(jī)激光器。
　　微流控光學(xué)器件和傳統(tǒng)的固態(tài)光學(xué)元件相比，具有高集成度和可重構(gòu)的

3、特點(diǎn)。通過(guò)流體之間的相互作用使光流體器件可調(diào)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(duì)流擴(kuò)散效應(yīng)導(dǎo)致通道內(nèi)折射率分布的變換情況。在實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)在不同的流速比下，相溶液體交界面擴(kuò)散程度的不同導(dǎo)致光通過(guò)雙臂時(shí)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(diào)諧光流體干涉儀。
　　液滴微流體技術(shù)是指在微通道內(nèi)通過(guò)操縱微小液滴精確控制其形成、反應(yīng)以及混合。我們通過(guò)改變離散相液體