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摘要：光學(xué)微流控是一門涉及光電子學(xué)、流體物理以及材料學(xué)的一門新興的學(xué)科和技術(shù)，用來研究微流控系統(tǒng)中的光學(xué)現(xiàn)象，探索微流控系統(tǒng)與光子的相互作用規(guī)律。在納米技術(shù)不斷突破和微電子學(xué)理論不斷完善的背景下，光學(xué)微流控技術(shù)在高通量篩選、藥物研發(fā)、微粒操縱等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。光學(xué)微流控在微粒的操縱和分析上具有快速、精準、高效的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)對微粒的精準操縱和分析。 光學(xué)微流控芯片結(jié)構(gòu)上由兩層聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane）微結(jié)構(gòu)和玻璃基板組成，通過微機械機電系統(tǒng)（Microelectromechanical Systems）的相關(guān)制造工藝制備而成。在制備中通過將光纖植入其中可以使操縱更加方便，使用光纖作為激發(fā)光進行傳輸，在一定程度上減小了光通道直徑，節(jié)省了光學(xué)收斂裝置，減小了芯片體積，增強了捕獲效率。本課題介紹了光學(xué)微流控技術(shù)的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，并利用COMSOL Multiphysics對光學(xué)微流控芯片進行建模，以及對流體中微粒的速度變化和壓力分布進行仿真，然后設(shè)計并制備光學(xué)微流控芯片，在實驗中分析芯片內(nèi)部的流體狀態(tài)及微粒運動情況，最后與仿真結(jié)果進行對比。
關(guān)鍵詞：光纖；微流控芯片；微結(jié)構(gòu)；光纖植入
目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒 論-1 1.1光學(xué)微流控技術(shù)概述-1 1.2光學(xué)操縱微流控芯片的研究現(xiàn)狀-3 1.3微流控芯片功能化設(shè)計的研究現(xiàn)狀-4 1.4課題研究內(nèi)容及意義-5 第二章 光學(xué)操縱微流控芯片中的微粒運動過程仿真-7 2.1光學(xué)操縱微粒的工作原理-7 2.2仿真模型的建立-11 2.3仿真結(jié)果及分析-11 第三章 光學(xué)操縱微流控芯片的設(shè)計與制備-12 3.1激光光纖嵌入式微流控芯片的設(shè)計方法-12 3.2激光光纖嵌入式微流控芯片的制備-13 3.2.1 實驗設(shè)計-15 3.2.2 微細加工-17 3.3結(jié)果與討論-19 第四章 激光光纖嵌入微流控芯片的實驗研究-20 4.1實驗裝置與實驗過程-20 4.2激光光纖嵌入式微流控芯片的實驗結(jié)果-22 4.3實驗與仿真的對比-23 總結(jié)與展望-24 參考文獻-26 致 謝-27 |
