光流控芯片以及其應(yīng)用

1、關(guān)于光流控芯片及其應(yīng)用第1頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四前言在信息時(shí)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2頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四1光流控學(xué)微流控技術(shù) 微型光學(xué)器件 ？Optofluidics第3頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四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(dú)特的解決方案。第4頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四微流控技術(shù)“microfluidics” 微米級結(jié)構(gòu)納米

2、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(shí)驗(yàn)室第5頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四微型光學(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6頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四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(zhǔn)可控性不夠好高度依賴接壓力源的穩(wěn)定性第7頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四現(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

3、控填充調(diào)節(jié)控制改變微鏡變形第8頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四光流控芯片的特點(diǎn)及優(yōu)勢光流控芯片將光學(xué)器件集成在一塊芯片上，實(shí)現(xiàn)對光信號的生產(chǎn)、控制及處理。光流控芯片主要特點(diǎn)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(zhǔn)度和可重復(fù)性高。第9頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四光流控芯片的一般結(jié)構(gòu)chippumpsvalves photonic crystalchannelstopmost layermiddle layer third layersensorssourceswaveguides第1

4、0頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四光流控芯片的應(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11頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四實(shí)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cc(電荷耦合元)線陣，而在微流道與之間設(shè)置通光孔線陣，像元與通光孔單元一一對應(yīng)，但兩線陣方向相差一個(gè)很小的角度。由于流動樣品的各點(diǎn)透光率不同，在均勻光波照射下，每個(gè)光孔的光通量是隨時(shí)間變化的，光通量的變化由像元檢測，如圖（）所示。通過綜合各個(gè)

5、單元的時(shí)變信號，可以獲得樣品的光學(xué)圖像圖（）分辨率達(dá)到第12頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四2，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13頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四3，核磁共振遠(yuǎn)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(yuǎn)程檢測光纖第14頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四基于手機(jī)平臺的光流控細(xì)胞計(jì)數(shù)器樣品成像空間手機(jī)攝像頭微流道發(fā)光二級管分析軟件數(shù)據(jù)第15頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四微流控存儲器電尋址的納米微腔（納米阱）陣列用于俘

6、獲納米顆粒（量子點(diǎn)），數(shù)據(jù)的存儲通過納米阱對量子點(diǎn)的俘獲實(shí)現(xiàn)。采用具有不同熒光特性的量子點(diǎn)，可以進(jìn)行多階編碼存儲。第16頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四光開關(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17頁，共20頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)36分，星期四尾聲微流控光學(xué)是一個(gè)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(gè)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(jī)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(gè)重要方面則是微流體的光學(xué)操控。第18頁，共20頁，2022年