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1、综合评述
2、光学器件REVIEW微流控光学及其应用OptofluidicsandItsPotentialApplications梁忠诚赵瑞(南京邮电大学微流控光学技术研究中心,江苏南京210003)LiangZhongchengZhaoRui(CenterofOptofluidicTechnology,NanjingUniversityofPosts&Telecommunications,NanjingJiangsu210003,China)摘要微流控光学(optofluidics)通过融合微流控学和光学、光电子学技术合成新颖的功能器件和
3、系统,微流控光学系统的主要特点在于结构的可调化、功能的集成化和系统的微型化。结构可调性为自适应光学提供了新的技术途径,光学检测与微流分析功能的集成将促进微型全分析系统技术的应用和发展,光学与微流控技术的融合则为传统光学器件的可调化和微型化提供了可能。介绍微流控光学这一前沿交叉学科的基本概念和应用前景。叙述了微流控自适应光学、微流控光学检测、微流控激光器以及微流控光学集成器件的近期研究成果和应用前景。关键词微流控光学;微流控技术;自适应光学;微型激光器;光学集成器件AbstractOptofluidicsisanewfrontierand
4、interdisciplinaryfieldwhichdevelopsdevicesandsystemsthroughthefusionofoptics,optoelectronicsandmicrofluidics.Thereconfigurability,integrationandminaturizationarethreemajoradvantagesassociatedwithoptofluidicsystems.Thestructuralreconfigurabilityprovidesanewtechniquesoluti
5、ontoadaptiveoptics.Thefunctionalintegrationofopticaldetectionwithmicrofluidicanalysispromotestheapplicationsofmicrototalanalysissystem(MTAS).Thefusionofopticsandmicrofluidicsprovidesthepossibilityofminiaturizationofconventionalopticaldevices.Thebasicconceptandsomepotenti
6、alapplicationsofoptofluidicsareintroduced.Therecentresearchandapplicationsofoptofluidicsaredescribedinthecategoriesofadaptiveoptics,microfluidicdetection,micro-laserandopticalintegrationdevices.Keywordsoptofluidics;microfluidics;adaptiveoptics;micro-laser;opticalintegrat
7、iondevice中图分类号TN2;O43重又引起了研究者的兴趣[2]1引言。现今,随着微流控光学采用液体作为光学器件结构元素的概念可以追(optofluidics)这一新学科的诞生和新技术的发展,流溯到18世纪,那时人们曾将旋转汞池产生的球面反体器件将会在未来的光学技术领域扮演更加重要的射镜用于天文观察[1],至今液体材料光学器件在光学角色。技术中仍占有一席之地,例如油浸透镜、液晶显示等。微流控光学是现代光学、光电子学与微流控技术相结合而形成的新型交叉前沿学科与技术[3]但是,由于液体材料外型不定,难以操控,传统光学系。不同于统主要采
8、用玻璃、金属和半导体等固体材料。随着光20世纪60年代的射流技术(fluidics)以宏观机械控制学技术的蓬勃发展,光学器件的微型化、集成化、可调为目标,微流控技术(microfluidics)意图实现微量化学或生物样品的合成与分析[4]化已成为光技术的重要发展方向,这时固态器件体积,而微流控光学技术则大、成本高、可调性差等问题日显突出,液体光学器件是在微观尺度上通过操控流体达到调节系统的光学16Jun.2008VOL.45NO.6激光与光电子学进展Laser&OptoelectronicsProgress图1FluidFocus液体变
9、焦透镜结构(a)与原理示意图(b)或光电子学特性的目的。微流控光学研究微流控系统从而调节透镜的焦距。在外加电压下,该透镜的焦距中的光学现象,探索微流控系统与光子的相互作用规最大可达初始焦距的1.3倍,响应速