基于光流控的类准保角变换光学器件研究

发布时间：2024-05-10 20:53

　　光流控是一个新兴的交叉学科,其结合了传统的微流控器件和光学器件,实现了高度集成化的光微流系统。在光流控创建之初,其在微流控的传统生化检测领域发挥了重要作用。而随着光流控学的发展,光流控芯片中液体形成稳定分布后的光传输特性也引起了人们的广泛兴趣。针对液体因扩散程度较低而形成的阶跃折射率分布,多种光流控波导被发表出来。对于液体因扩散程度较高而形成的渐变折射率分布,通过研究发现其可以形成很多经典的光学现象。在低流速条件下,流体对流扩散形成的渐变折射率分布可以类比近似于准保角变换光学设计下的折射率分布,从而应用于变换光学器件,如隐身斗篷,光学转角器等。基于光流控平台的变换光学器件可以通过液体天然的对流扩散形成相应的折射率分布,其分布的折射率精细度为液体分子大小量级,避免了利用固体的变换光学器件所需要的复杂的微纳加工工艺,其在微米量级甚至是纳米量级上去刻画固体,形成相应的折射率分布。液体可以极大地降低变换光学器件的制造难度和制造成本。同时由于光流控系统的可调性,其折射率分布可以通过控制液体流速来实施调控,从而实现变换光学器件的开关过程。本文基于对流扩散方程,通过分析不同流速下的对流扩散形成的折射...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1典型的光流控芯片结构示意图

图1.2典型的微光学器件

图1.3典型的阶跃折射率光流控透镜(a)利用隔膜的光流控透镜(b)气液结合的光流控透镜(c)水油结合的光流控透镜(d)利用电控制的光流控透镜

图1.4光在液体形成的渐变折射率波导中的传播

本文编号：3969005