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微流控技术作为建立微型分析平台的关键技术,从20世纪90年代发展至今不仅逐渐具备了功能化、集成化以及微型化的特点,而且与光学、微生物学、流体物理等研究领域实现了交叉融合。近年来更是涌现了诸多新型微型化芯片应用领域,其中结合光学系统的微流体分析平台得到了极其广泛的关注。结合微流控技术的概念简要阐明了微流控技术结合光学检测分析的多种前沿科研领域,如微流控光学器件、微流控生物免疫荧光检测以及微流控在光学检测方法中的应用,并对未来的发展方向进行展望。 相似文献
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考虑获知SU-8胶的光弹性性能有利于拓展其在微纳米领域中的应用范围,本文设计了材料应力光学系数显微测量光路,完成了SU-8胶应力光学系数的测量实验。首先,基于光弹性原理设计了测量光路,推导了求解应力光学系数的计算公式;然后,根据所设计的光路搭建了应力光学系数显微测量实验装置,在SU-8胶试样光弹性条纹的单个半级数范围内进行了单向拉伸实验;最后,利用Matlab提取实验照片组中光强值信息,得到了不同拉力下透过SU-8胶试样的单色光光强值,计算求解出了SU-8胶的应力光学系数。实验结果以及测量公式计算显示,SU-8胶的应力光学系数为(3.007±0.149)×10–11 m2/N,大于光学玻璃等材料的应力光学系数,也远大于二氧化硅等MEMS领域常用材料的应力光学系数。实验结果可为以SU-8胶为材料,通过光弹性原理进行微力测量的微探针、微夹钳等的设计与制作打下基础。 相似文献
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传统光谱成像系统采用探测器与传统分光元件耦合的方式,体积较大、定制化能力不足。微/纳光机电系统的快速发展,为微型化光谱成像系统提供了解决途径。基于表面等离激元学和光学超表面的微纳滤波结构,可实现像素级的光场调控,有望替代传统滤波器件并具有与成像系统片上集成的潜力。近年来,集成了动态或静态滤波结构的光谱成像微系统已崭露头角,逐渐构建起全新的光谱成像方法,但在原理机制、器件性能、制造成本、集成装配工艺等方面还有许多需要攻克的难题。本文综述了国内外在像素级微纳滤波结构、滤波和成像器件的集成制造和装配等方面的研究进展,梳理了光学滤波-探测集成器件的发展脉络,探讨了其局限性并展望了发展趋势。 相似文献
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毛细管光学元件在X射线分析中的应用已有20多年的历史,在这段时间里,毛细管光学元件的制作技术发生了很大的变化。上世纪90年代初,使用的是组装的毛细管光学元件,目前,集成的多通道毛细管光学元件已广泛地应用于市场销售的X射线分析设备中。这些元件的毛细管直径在微米量级,其光学性质可以根据几何光学的光线追迹计算进行描述。最近,由于多通道毛细管制作技术的改进,已成功制成了200 nm及以下通道尺寸的毛细管光学元件。在这样小的通道尺寸下,观察到了X射线辐射的波动效应。最后文章介绍了毛细管光学元件在X射线微荧光分析和微衍射方面的应用。 相似文献
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本文基于时域有限差分算法,研究了微粗糙光学表面与多个镶嵌粒子的差值场光散射问题。将光学基片视为微粗糙光学表面,利用蒙特卡洛方法解决了光学表面存在粗糙度的问题,并将差值场散射理论加入到计算模型中,更好地分析了缺陷粒子的散射特性,将计算区域划分成上下两个半空间,建立了微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子复合散射模型,并与矩量法计算结果比较验证了理论的有效性。运用此模型分析了入射角、镶嵌粒子尺寸、粒子间距、粒子个数等物性特征对微粗糙光学表面与镶嵌多体粒子差值散射场的影响。实验结果表明:在一定激光入射角下,以相同回波探测角度间距20°对光学表面进行测量能够有效地检测出缺陷粒子。本文结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等提供了理论依据和技术支持。 相似文献
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以像散法的测微原理为依据,对CD光学头的检测系统进行改造,构建了一维测微系统。获得0.07μm的测量分辨率,100kHz的频率响应。同时具有体积小,成本低等优点。具有广阔的应用前景。 相似文献
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超透镜凭借其独特的优势逐渐取代或补充了传统的折光和衍射透镜,从而领先小型化高性能光学设备和系统。这种小型化有望带来紧凑的纳米级光学设备,应用于相机、照明、显示器和可穿戴光学。但在传统的超透镜设计中,几何相位通常需要左右旋圆偏振光的手性限制。为了使其不再局限于左旋圆偏振光(LCP)和右旋圆偏振光(RCP)入射,设计了基于几何相位的全介质超透镜,实现了线偏振光的近场聚焦,其与超表面滤光片主要输出波长(可见光波段)一致。采用有效时域差分法研究并验证了超透镜各变量对光场聚焦特性的影响,超透镜等其他超表面光学元器件前所未有的设计自由度将极大地扩大微光学和集成光学的应用领域。 相似文献
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微透镜阵列热压精密成型需要时间保温,生产效率较低。因此,提出在模芯加热表面的微沟槽阵列上对聚合物导光板进行热压,使工件热变形的微米尺度表面层流入微沟槽空间内,快速形成微拱形透镜阵列,而保证工件主体不变形。目的是实现高效率和低能耗的微光学透镜阵列热压成型加工。首先,针对导光板表面的微阵列结构和尺寸分析其微光学性能;然后,使用微磨削技术在模芯表面加工出高精度和光滑的微沟槽阵列结构;最后,研究微拱形阵列的快速精密成型工艺及微光学应用。微光学分析显示,微阵列的高度和分布密度对出光面的光照度影响较大。热压工艺实验结果表明,采用深度为104μm和角度为121°的微沟槽阵列模芯,在12 MPa的压力和110℃的温度下,可以在3s内将高度为50μm的3D微拱形阵列导光板快速精密热压成型。本文方法制作的87mm×84mm的导光板,与市面具有2D点阵且高度为8.2μm的丝网印刷导光板相比,光照度提高了21%,光照均匀度提高了27%。本文研究将促进微光学精准设计和制造在LED照明产业的应用。 相似文献
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Ultrasonic elliptical vibration cutting is a very promising technique for the machining of brittle materials. However, its machining performance is currently limited by the ductile machining model and the machining strategy with a constant feed rate, leading to low machining efficiency. To overcome this defect, this paper presents a novel self-tuned ultrasonic elliptical vibration cutting (SUEVC) technique to achieve high-efficient ductile-regime machining of the micro-optics array on brittle materials. The proposed SUEVC includes a ductile-regime machining model and a tool path generation method. In SUEVC, the feed rate adaptively changes with respect to the local shape variation of the desired surface along the feeding direction to ensure both crack-free surface and high machining efficiency. Finally, two 1 × 3 spherical micro-optics arrays were successfully fabricated on single-crystal MgF2 by SUEVC and the traditional machining strategy respectively. Results demonstrated that the SUEVC could enhance the machining efficiency by 30% relative to the traditional machining strategy, while maintaining similar surface roughness and a crack-free surface. 相似文献
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Schubert Sores 《Precision Engineering》2003,27(1):99-102
Imaging of edges to nanometer resolution using a novel non-contact technique is presented. This technique relies on positioning an optical beam to the edge, and simultaneously scanning, and measuring differential changes in off-specular scatter. Data may be used to calculate the radius at the edge to high accuracy. The experimental apparatus is capable of producing diffraction images of features on surfaces arising from processes used in sample preparation. Images of the cleaved edge of an optical fiber, an Au pad on Si, and cleaved quartz measured on this apparatus are presented. This technique could also be utilized to analyze cleaved laser diodes, micro-optics, MEMS devices, and diamond cutting tools. 相似文献
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Andrzej Barwicz 《Measurement》1996,19(3-4):131-138
The essential idea of the system approach to electrical measurement is uniform treatment of measurement problems and/or instruments, which can be considered as special cases of a system whose functions are performed via signal processing. Recent achievements in the domains of digital signal processing, microelectronics, micro-machining and micro-optics enable one to improve the quality of measurements by means of sophisticated algorithms of signal processing implemented using VLSI technology and by means of microsensors. The integration and the design of measuring systems requires, in general, significant interdisciplinary contributions, and computerized design tools should generally be used for this purpose. Under such circumstances, this approach becomes particularly effective for understanding, designing and teaching measuring systems. 相似文献
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ZHANG Xin CHANG Jun WENG Zhi cheng JIANG Hui lin CONG Xiao jie LU Yong jun 《光学精密工程》2001,9(5):483-486
1 Introduction High resolutionopticswithwidefieldofviewisalwaysthetargetthattheopticaldesignersarepursuing .BecauseofthespecialtyofEUVLandspaceoptics ,reflectiveopticsmaybeisthesolutionbutthattheon -axisreflectiveopticshasnarrowFOVusuallyinrecentyears.O… 相似文献
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Cameron M. Kewish Pierre Thibault Martin Dierolf Oliver Bunk Andreas Menzel Joan Vila-Comamala Konstantins Jefimovs Franz Pfeiffer 《Ultramicroscopy》2010
A technique for quantitatively characterizing the complex-valued focal wavefield of arbitrary optics is described and applied to reconstructing the coherent focused beam produced by a reflective/diffractive hard X-ray mirror. This phase-retrieval method, based on ptychography, represents an important advance in X-ray optics characterization because the information obtained and potential resolution far exceeds that accessible to methods of directly probing the focus. Ptychography will therefore be well-suited for characterizing and aligning future nanofocusing X-ray optics. 相似文献