一种新的纸基微流开关及其活跃方法

提出了一种新的、基于声表面波的纸基微流开关。通过软光刻技术制作内含两个微孔的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微架,其上固定经折叠、长度可变的纸通道。PDMS微架贴附于压电基片之上,并在待连接的两微通道之下方,折叠纸通道最低端离压电基片间距为2 mm。压电基片上采用微电子工艺光刻一对叉指换能器和反射栅。当足够强度的电信号加到叉指换能器对时,激发两相向声表面波,使得压电基片上微流体输运到折叠纸通道,改变其长度,连接其上待连通的两纸基微通道,完成开关功能。对可编程微流器件提供了一种新的编程和开关控制方法。     

基于声表面波实现数字微流体的产生

数字微流体的产生是压电材料为基片的微流控芯片进行微流分析的前提,报道了在压电基片上应用声表面波技术产生数字微流体的方法.在128°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上集成PDMS微通道,在微通道出口一侧为经疏水处理的铝薄片,注射泵产生恒定流量的微流体经PDMS微通道到达铝薄片并聚集,当聚集的微流体体积足够大时,微流体克服表面张力作用下滑到达压电基片,并在中心频率为27.7 MHz叉指换能器激发的声表面波作用下输运,实现微流体的数字化.同时,理论分析了微流体在铝薄片表面上受力状况,并以水为实验对象,进行微流体数字化实验.结果表明,声表面波作用下能精确产生微升量级数字微流体,为压电微流控芯片提供了一种新的微流体引入方法.     

基于遗传算法的变迹叉指换能器进化设计

为简化变迹叉指换能器设计过程,提出了一种新的变迹叉指换能器的设计方法,它以叉指换能器的中心频率处的插入损耗和旁瓣电平作为寻优目标,叉指换能器的指条长度作为基因,通过选择、交叉和变异等遗传操作,自动生成叉指换能器的所有指条长度,并给出进化得到的变迹叉指换能器的频率响应.实验结果表明,提出的设计方法正确有效,所编制的进化设计软件包实用性强.     

叉指换能器新的等效电路模型及其PSPICE仿真

声表面波器件PSPICE仿真是包含声表面波器件电子系统设计的难点,文章提出了适于PSPICE仿真的叉指换能器新等效电路模型,它应用LC网络等效Mason等效电路模型的复阻抗,由Y导纳矩阵推导计算声表面波器件的二阶效应频率特性,根据电路理论综合出与Y矩阵得到的声表面波器件二阶特性相同的等效电路,并与主信号叉指换能器等效电路模型叠加,PSPICE仿真结果与实验结果在中心频率处插入损耗和带宽相符.     

抽指加权叉指换能器PSPICE仿真

为了能够采用EDA工具设计含高性能声表面波器件的电子系统,研究了直接应用PSPICE仿真抽指加权叉指换能器的仿真方法.它根据抽指加权叉指换能器抽指位置,结合抽指后的相邻指条特点,推导了不同抽指方式下指对等效电路模型,并与其余指对等效电路进行声学端级联、电端并联得到抽指加权叉指换能器总的等效电路模型,仿真结果与实测结果基本相近.     

Y型双声路声表面波质量传感器及其测量系统

报道了一种在128°Y切割X传播方向的LiNbO3基片上设计并研制新型的延迟线型声表面波质量传感器及测量系统。由于环境温度对声表面波质量传感器性能影响较大,因此采用新型的Y型双声路结构克服环境温度对传感器性能的影响。阐述了Y型双声路质量传感器器件的结构及设计、测试电路的原理,对实验结果作了分析讨论。测试结果表明:器件相对温度系数仅为11Hz/°C左右,器件的质量沉积效应灵敏度为3.62GHz·cm2/g,并且具有良好的线性度。     

异型声表面波器件PSPICE仿真

提出了采用PSPICE仿真声表面波器件的方法,它将叉指换能器一个周期段Mason等效电路复阻抗采用LC串并联网络等效,并以子电路形式由叉指换能器等效电路调用,两换能器间声传播路径采用等延迟时间的无损耗传输线等效,同时考虑外电路影响,仿真得到的异型声表面波器件的幅度特性与实测结果基本相符。     

基于声表面波技术实现纸基微流开关研究

提出了采用声表面波技术实现纸基微流开关的方法。它由127.68°旋转Y切割X传播方向的LiNbO3压电基片和两个有一定间隙的纸微通道组成。压电基片上采用微电子工艺制作1个中心频率为27.5MHz的叉指换能器和1个反射栅,纸微流通道采用PDMS薄膜贴附于压电基片的声传播路径上,微流通道一侧微流体在没有声表面波作用时,微流...     

声表面波辅助实现纸基微流分析

纸基微流器件往往难以实现样品前处理操作.提出了一种简单的纸基微通道制作方法及兼具有前处理操作功能的纸基微流分析方法.采用Protel设计微通道图案,采用印刷电路技术制作铜模板,并涂覆石蜡、覆盖滤纸,而后用电烙铁加热铜模板另一侧,熔融石蜡渗透入滤纸形成纸基微通道.制作的纸基器件放置于128°YX-LiNbO3压电基片上,...     

声表面波跨越式输运数字微流体

研究了声表面波实现数字微流体在压电基片上跨越障碍物的方法。在128°-YX-LiNbO3压电基片上采用微电子工艺制作了中心频率为25.5 MHz的叉指换能器和反射栅,在声传播路径上涂覆Teflon AF 1600疏水薄膜,聚二甲基硅氧烷垫块贴合于压电基片上。经功率放大器放大的射频信号加于叉指换能器激发声表面波,并作用在声路径上的数字微流体,在其内产生声流,当瞬间减少射频信号功率,部分液体因惯性力大于表面张力而飞离微流体,跃过聚二甲基硅氧烷障碍物,实现在压电基片上跨跃障碍输运。采用油包红色染料溶液微流体进行了实验,结果表明,当射频信号功率从12.3 dBm瞬间下降到-3.98 dBm时,油包红色染料溶液微流体可跃过高度1 mm的障碍物。