微通道内的液晶微流控技术及其应用

液晶与微流控技术的结合开辟了新的研究与应用领域,不仅提升了对液晶在微尺度下行为的精确控制,也促进了新型光学器件、传感技术等多领域的创新。液晶材料的独特分子排列和光学特性拓展了微流控技术的应用,展现出丰富的物理现象与复杂的流体行为。本文综述了液晶微流控技术的最新研究进展,重点介绍了几种常用液晶材料及其在微流控中的应用,分析了微通道表面功能化对液晶取向的影响以及液晶流动与分子取向的耦合作用。最后,本文总结了液晶微流控在光学元件、传感器和生物检测等领域的应用,并展望了未来的发展趋势和面临的挑战。     

医用微流控芯片研究进展

随着微电子学和微机电系统技术不断发展,微流控芯片技术不断创新,一些具有颠覆意义的新型医用芯片不断出现,并成为现代医学技术的支撑工具。首先,概述了医用微流控芯片的概念和应用。然后,介绍了6种具有代表性的新型医用微流控芯片的研究进展,包括基因芯片、即时诊断芯片、免疫芯片、可穿戴式芯片、数字化聚合酶链式反应芯片、循环肿瘤细胞芯片、组织与器官仿生芯片。最后,总结了医用微流控芯片的发展趋势。     

微流控矩阵光开关

通常一种光开关只适用于一个特定的较窄领域。文章提出了一种基于介质上电润湿驱动技术的微流控矩阵光开关,可较广泛地应用于光通信和光电子系统中,并且结构简单、操作方便、偏振无关,易集成大型矩阵开关。文章给出了矩阵光开关的结构和工作原理,并设计了矩阵驱动电路。光开关的工作电压为58 V。研究结果表明：此矩阵光开关从“开”到“关”和从“关”到“开”的响应时间分别为120和100 ms;其插入损耗为0.26 dB,远比一般矩阵光开关低;消光比大,为139.7 dB。此外,文章给出了两种应用方案：光电显示器和多光束阵列开关。该课题的工作可为大型可集成矩阵光开关提供新的思路,并可促进微流控光学在光电子系统中的应用。     

柔性微流控技术的研究进展

柔性微流控技术是微流控技术的一个重要分支,近年来微流控装置的柔性属性得到越来越多的关注。目前相关研究聚焦于将具有柔韧性和延展性的各类材料应用于传统微流控技术中,其柔性特性使流体在柔性通道中的流动特性与在传统刚性流道中的流动特性有一定差异,便于构建除了流体输运功能之外的功能性结构,或拓展芯片的使用场景。对近年来柔性微流控技术相关研究进行了总结和评述,分别介绍了目前主流的柔性芯片加工制造技术和其在生物医学、可穿戴设备、环境检测、食药品检测等领域的应用,并讨论了柔性微流控技术目前的技术短板和未来发展方向。     

微流控光脉冲调制器

为了解决常见光调制器偏振依赖或结构复杂的问题,本文基于微流控光学提出一种可控光脉冲调制器.利用基于T形结产生的离散液滴和全反射原理的微流控光开关,将连续光变换成数字脉冲信号,并通过调节液滴的长度和生成速率调制光脉冲的宽度和频率.所提微流控光脉冲调制器具有结构简单、插入损耗低、消光比高、易集成的优点.微流控光脉冲调制器的流场与光场特性被分析,结构被优化.研究结果显示:该光脉冲调制器的消光比为17.74dB,插入损耗为0.49 dB.     

微流控电泳芯片集成电导检测研究进展

电导检测器具有在微流控电泳芯片上制作微电极较易以及外围信号处理电路较简单的特点,在电泳芯片上的集成研究已得到广泛的关注和开展.该文综述了近几年在微流控电泳芯片上集成电导检测器的原理、系统组成以及影响因素,介绍了MEMS 技术在电泳芯片集成电导检测电极加工中的应用;重点综述了目前国内外相关研究报道中较有特色的在电泳芯片上集成的电导检测器.     

微流控通道加工技术的研究进展

在微流控芯片中,微通道是进行微分析的重要保证,其成型质量直接影响芯片的分析性能.从加工机理、技术特点以及适用范围等方面对激光直写加工、光刻加工、热压印技术、微细铣削加工和3D打印等微流控通道主要加工方法进行了阐述,并总结了这几种加工技术的优缺点,这为实际生产提供了一定参考.最后,对微流控通道加工技术的发展进行了展望,未...     

中性原子的磁导引及其应用

本文综述了采用载流导线或永久磁管等实现中性原子磁导引的原理、方法及其最新进展,并简单介绍了原子磁导引技术在原子光学和玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）实验以及各种原子光学器件研制等方面的应用.     

光电子集成技术及其应用

本文讨论有关ＯＥＩＣ材料和工艺的若干问题，并展望其在各种领域中的应用前景。     

哈特曼波前传感器的应用

夏克—哈特曼（S－H）波前传感器可以用很高的采样频率同时测量出光场的相位分布和强度分布。它不仅作为波前传感器广泛地应用于自适应光学系统之中，而且还用于光学元件和光学系统的检测、激光光束质量诊断和大气扰动测量之中。我们研制了一系列S－H波前传感器。本文总结了这些传感器在不同领域的测量结果。     

克尔微腔光频梳理论分析模型及多波长光源应用探讨

基于高品质因子微谐振腔的参量四波混频实现光学频率梳是一种新的频率梳实现方法,拓展了传统固体及非线性光纤飞秒激光器等光频梳的应用范围,在精密频率标定、天文光谱校准、任意波形产生、光学存储和孤子传输、片上通信用光源等方面具有较高的优势。本文简要总结、评述了几种主要的光频梳动力学分析模型及数值方法,以及这些不同方法的内在联系。基于描述光频梳动态行为的非线性Lugiato-Lefever方程分析了可能存在的动力学过程,并据此对不同特点光频梳进行了分类。通过设计反馈结构理论上研究了正常色散微腔和反常色散微腔的光梳特点,探讨了作为片上光互连用多波长光源应满足的条件及可能的实现途径。     

基于级联延迟干涉结构的可重构光学滤波器

文章提出了一种基于多级级联延迟干涉结构的可重构光学滤波器,可实现滤波带宽的调节。该级联干涉结构可重构为两类滤波器:一类为单次延迟干涉器,通过增加延迟量可实现滤波周期和带宽的调节;另一类是多次延迟干涉器,通过改变级联级数和光开关的分光比可实现固定滤波周期的带宽调节。采用传输矩阵方法建立了该延迟干涉滤波器的理论模型并进行了模拟仿真。二次和三次延迟干涉器测试结果表明,阻带滤波带宽变化大于1/3个滤波周期。     

近场光学显微镜及其应用

近场光学显微镜是一种新型超高空间分辨率的光学仪器,它在很多领域都有广泛应用。本文描述了近场光学显微镜的成像原理及结构部件,简要介绍了近场光学显微镜在高分辨率光学成像、高密度储存存储以及近场光谱等领域中的应用。     

光纤中的互相位调制效应及其应用

单模光纤中的互相位调制是一种很重要的非线性光学效应.在介绍互相位调制原理的基础上,系统地综述了其应用情况,指出了应用中存在的一些问题,以及若干情况下互相位调制效应对系统性能的不利影响.     

平面光波导器件及应用分析

分析了平面光波导器件的关键技术及其应用情况．介绍了平面光波导器件的几种不同种类,包括硅基体沉积二氧化硅光波导,铌酸锂镀金属膜光波导,聚合物(Polymer)光波导等组成．利用平面光波导技术,可制造出波分复用器、解复用器、光开关、耦合器、阵列波导光栅等各种不同的集成光学器件．     

自适应光学系统光轴抖动抑制控制器设计

由于光学平台的结构性谐振以及风吹抖动等因素造成的光轴抖动在很大程度上会降低自适应光学系统的性能,若采用常规积分控制器对这种高频窄带的扰动信号进行抑制,收效甚微,而且有可能将其放大,使得系统无法正常工作。以实际系统观测数据为基础,分析了该扰动的频域特性。针对该扰动的峰值频率以及带宽,借助Smith预测器,提出了一种稳定高效且易于实施的控制器设计方法,讨论了控制器参数与其滤波特性之间的关系,分析了这种控制器对控制对象参数变化的鲁棒性。结果表明,采用新型控制器可以将由光轴抖动引起的单轴倾斜像差的方差降低约60%,弥补了常规控制器的不足。