光压—微驱动源及其应用

对于光技术,目前已开辟出计测、加工、医疗、通信、信息处理等新的应用领域.最近,在微机械等领域,根据非接触精密操作技术、非接触能量供给技术的要求,人们期待光技术将作为微驱动源应用.由光能最终获得机械能,除经由(1)光到热、(2)光到电这样的形态外,还有利用(3)光的力学作用——光压(光辐射压)的形态等.如利用(1)的光照射引起的弹性形变效应的实例、有光形变致动器等.无论哪种均与有线方式不同,因利用光可实施非接触控制,故可     

微机械和光技术

不过分地说,当考虑制作微机械时,如果没有光刻等使用光的微机械加工技术,要实现微机械是不可能的.原来光技术与微机械、微机械加工有着不可分割的联系.近年来,利用光进行的微机械加工,不仅进行图形的缩小投影,而且很容易向微小部分供应加工能量,并且利用光化学反应进行的加工引人注目,这是因为即使容易损坏的灵活微小结构体也能用这种技术进行加工,因而这种技术适于制作具有微小机械器件的结构体.因此,要制造更为立体形状的微小机械结构,利用光的三维微细加工技术成为重要的关键技术.     

光捕获：（光钳技术）

所谓的光捕获(光钳)法,是一种利用光的力学作用、用激光束夹住不足微米大小的物体、并使其移动的技术.换言之,使激光发挥钳子的作用,以捕捉传送微小物体的技术.因其目标物的大小在微米级以下,因此,对以往无法操作的小物体可实施精密操作.目前,光钳法的应用主要是与生物学相关的领域,像生物细胞、与生物相关的物质等.不过,微小物体精密操作展示了微小结构物组合利用的可能性.最近,日本NTT公司的课题组正在开发以光钳法为基础的微型光学马达,以期作为新的微驱动源应用.     

机械光电子学领域中的关键技术

在光交换、光互连及光盘等领域,传感技术和微动控制技术是不可缺少的一部分。对此,我们开发了以光为媒介的微机械和电子技术融为一体的机械光电子学技术。其中(1)微机械加工、(2)光压微动控制技术、(3)微能技术、(4)智能材料等是机械光电子学中不可缺少的关键技术。本文从光的力学作用和物质转换作用的角度,介绍了机械光电子学关键技术的研究状况,即与(1)相关的,利用激光热激励振动,然后采用光干涉检测该振动的光激励振动器的制作方法和特性;与(2)相关的,利用光压(辐射压)使形状各向异性物体旋转驱动;与(3)相关的,用于光能和化学能转换的光充电二次空气电池。无论哪项研究,目前均已确定了其工作原理,初步设计已取得了令人满意的效果。     

光机电产业的现状和市场预测

光应用技术的发展很显著,与其说是在纯光学产业,不如说是在横跨几个产业领域的许多领域中发挥其作用。另外与其以纯光学产业为基础,不如把基础放在机械产业上来重新认识光应用技术。特别是由机械产业如何有效利用光应用技术的观点,产生了“光机电”这种光技术、电子学技术以及机械技术融为一体的概念。基于     

激光微束场对微粒子辐射力的作用

本文分析了激光微束对微粒子的辐射力的作用，在建立的激光微束系统上，用光镊捕获了空心电介小球和酵母细胞，验证了光镊的光动力学效应，用光镊实现了微粒子的捕获、移动、翻转等一系列操作，甚至可以同时捕获许多微粒子，从理论和实践上验证了激光微束对微粒子的动力学作用。     

基于微波光子的光学波束合成理论与仿真

光学波束合成技术是利用光信号作为载波携带射频信息而实现的一种新型的宽带射频波束合成技术,即用光信号来传输以及分配射频信号,实现射频信号的光波控制.文章介绍了基于微波光子的光学波束合成原理,重点介绍了光非相干和光相干波束合成架构,通过详细的理论公式推导以及软件仿真,表明上述两种光学波束合成架构可对多天线接收信号实现信号合成.针对目前大阵列天线单元系统对光学波束合成技术的迫切需求,利用光相干和非相干波束合成的各自优势,提出了一种适用于千量级天线阵列规模的光学波束合成架构,为光学波束合成技术在相控阵雷达、电子对抗等领域的应用提供解决方案.     

光耦合器组成门电路的方法及应用

光耦合器是一种通过输入端发光二极管发光，控制输出光电管导通，即利用光耦合方式传送数字信息的特殊器件，最大特点是能将输入和输出两部分的隔离开来。根据不同用途，光耦合器产品种类和型号也不同，本文以光耦合器4N25为例，介绍用光耦合器组成门电路的基本方法，并列举应用实例，供参考。     

BioMEMS——生物医学诊断和治疗的桥梁

生物微机电系统(BioMEMS)集微传感器、微驱动器、微流体系统、微光学系统及微机械元件于一体,广泛应用于生物学、医学和生物医学工程等领域,是一个新的交叉研究学科.本文概述了BioMEMS的研究内容和发展方向,给出了部分BioMEMS研究结果.     

操控金属粒子的光镊技术

金属微粒由于其独特的化学以及电磁性质,在生物医学和表面化学领域的应用越来越广泛,利用光镊俘获金属微粒的报道也越来越多,可操控的金属粒子尺寸也越来越小.光镊作为一种重要的捕获微小粒子的工具,在早期多用来捕获胶体颗粒及生物细胞等透明粒子,很少有报道用光镊来捕扶像会属粒子一类的小透明粒子.综合了近年来出现的利用光镊俘获金属粒子的技术,从原理、实验设备、实验环境等方面对现有俘获金属粒子的技术做一个全面的介绍.     

常温下微机械陀螺长时漂移特性实验研究

为了获取高线性度微机械陀螺仪常温下的长时漂移特性,该文采用光测法(计算机视觉测试系统)与传统电测法相结合的方法,分别在t=0,25min,120min时测试了微机械陀螺驱动模态的振动特性。最后通过对比分析光测法和电测法的测试结果,获得了微机械陀螺仪的长时漂移特性,并给出了陀螺在常温下产生长时漂移的影响因素。     

光镊技术的研究现况

光镊技术是激光技术的重大发明,能利用光的动量与物质相互作用产生光势阱效应,已成为微纳米微粒操控和皮牛顿力测量的重要工具。光镊技术不仅丰富和推进了光学领域的发展,也为光学与多学科的交叉融合架起了一座桥梁,彰显出了它独特而不可替代的作用。综述回顾了30年来光镊理论和技术的发展,系统梳理了光镊在细胞生物学、单分子生物学、软物质胶体科学以及物理纳米科学等领域的应用,并列举典型的应用实例,探讨了光镊技术应用的特点,展望了光镊技术应用蓬勃发展的美好未来。     

大体积、高质量光物质的制备及其器件应用

在过去的二十多年里,周期性的微纳米结构(义称光子晶体)由于在光功能器件中的潜在应用而获得了广泛和深入的研究.与此同时,激光操纵微纳米粒子的研究也取得了显著的进展.在种类繁多的光子品体中,利用重力、毛细作用以及对流等方法将尺寸均一的微纳米粒子组装而形成的胶体光子晶体倍受关注.在上世纪90年代初,Burn等[1]提出了利用激光来组装有序微纳米结构也就足光物质的设想.它们是南光子产生并月.维持的有序结构,有时也称作动态光了晶体.一直以来,用光操纵的方法产生有序结构或光物质主要是依赖全息光学技术.然而,基于全息光学的光操纵技术不但实验装置复杂,而且制备的光物质还远末达到器件应用的要求.因此,人们一直在寻找一种简单可靠的技术来制备大体积、高质量的光物质.     

科技简讯

日本三菱电机公司为了迅速提高用光来控制光透过特性和反射特性的全光型非线性光学薄膜的性能,而研究了新的原理.决定非线性光学效应大小的重要因素之一是内部光强.过去认为,在微米尺寸的试样中,内部光强几乎不依靠试样尺寸,对非线性不起重要作用.采用非局部性效应的理论进行分析的结果却与过去的认识相反,搞清了如下两点:①当晶体的尺寸为特定微小尺寸时,内部光(伴随特定的空间图形)以共振方式增强;②在其尺寸得到特别高精度控制的     

光计算在信息处理中的应用

所谓光计算机被定义为用光进行信息传输、处理的机械.它与用电子进行信息传输、处理的机械即电子计算机相对应.光计算机能够实现迄今为止电子计算机技术难以实现的信息处理.因此,光计算机引人注目.本文介绍可用于信息处理的光的性质、光技术在信息处理中的应用.     

美科学家演示光信号与MEMS的交互作用

美国马萨诸塞州科技学院(Cambridge)与科内尔大学(Ithaca,NY)的研究人员都演示了利用光信号控制机械结构的新方法。这一趋势开始于多年以前,当时发明了一种无损操纵活体细胞的“光镊“。现在,MIT的工程师以及     

好照片在哪里（十一）

何：都说摄影是用光作画,拍好照片离不开光．我们以前曾专门聊过摄影中的光,您能告诉我,除了以前谈的那些有关光的知识外．还能找出利用光可以拍到好照片的新思路吗？     

BioMEMS——生物医学诊断和治疗的桥梁

生物微机电系统 (BioMEMS)集微传感器、微驱动器、微流体系统、微光学系统及微机械元件于一体 ,广泛应用于生物学、医学和生物医学工程等领域 ,是一个新的交叉研究学科。本文概述了BioMEMS的研究内容和发展方向 ,给出了部分BioMEMS研究结果     

空间光调制器件

1.前言 空间光调制器件(SLM)是一种用光和电信号实时空间控制另一光的振幅、相位或者进行方向等的器件,液晶显示器也是其中的一种,如果SLM也包括投射式显示器,那么SLM已有40多年的历史。最初SLM作为大画面显示器的时序信号处理器件发展起     

声光器件

近年来,随着激光技术的发展,以激光为中心对光束进行时间的或空间的控制(调制)已发展成一个重要的技术领域.对光束的调制,有直接调制光源(半导体激光等)的驱动电流等内部调制法和下面将介绍的外部调制法.而外部调制法又可大致分为:(1)机械法;(2)电光法;(3)磁光法;(4)声光法(表1).其中广泛使用的是机械法和声光法.