光纖操控微粒技術(shù)可用于微納加工工藝中微小顆粒的裝配,也可用于生物、醫(yī)藥研究領(lǐng)域中微粒的分選、細(xì)胞分離以及微粒精確定位操作等。微流芯片應(yīng)用中,微流濃度傳感對其應(yīng)用和發(fā)展具有十分重要的意義,本文提出了基于平端面單模光纖的單根操控探針,并結(jié)合光纖操控與微流芯片,實(shí)現(xiàn)了高集成度的光纖微流傳感器。由于平端面的單模光纖的出射場是發(fā)散的,基于該結(jié)構(gòu),本文提出兩種不同原理的操控方法:（1）在狹小的微流通道中利用斯托克斯阻力和光的散射力共同對單個聚苯乙烯微球進(jìn)行操控,并研究微流的濃度傳感特性;（2）結(jié)合負(fù)光泳力和散射力,對聚苯乙烯微球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模操控,并研究了光功率以及微球尺寸對操控的影響。微粒在流體中運(yùn)動會受到流體的阻力,微流通道中的阻力可以通過斯托克斯阻力公式描述為:6F_v（28）pηrv。通過控制微流的流速和光功率,使得微流對微球的斯托克斯阻力F_v與光纖出射激光對微球的散射力F_s達(dá)到平衡,即F_v=F_s。微流濃度增加,粘滯系數(shù)隨之增大,光纖端面與被操控微球之間的距離變小。本文提出通過測量微球與... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢
        1.2.1 基于光鑷的操控
        1.2.2 基于倏逝場的光操控
        1.2.3 基于光泳力的光操控
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及各章節(jié)內(nèi)容安排
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 章節(jié)安排
第二章 平端面單模光纖操控微球的力學(xué)模型
    2.1 光的輻射壓
        2.1.1 電磁理論解釋
        2.1.2 量子理論解釋
    2.2. 平端面單模光纖的出射場
        2.2.1 高斯光束的基本性質(zhì)
        2.2.2 光纖端面的夫朗合費(fèi)區(qū)域的輻射場
    2.3 單模光纖發(fā)散場操控的力學(xué)模型
        2.3.1 光阱理論
        2.3.2 單模光纖操控力模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 光微流操控及溶液濃度傳感
    3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與器材選取
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置的整體設(shè)計思路
        3.1.2 微型通道的設(shè)計加工
        3.1.3 光纖的精確放置
        3.1.4 器件的選取
    3.2 矩形微流通道的微流作用力及濃度傳感機(jī)理
        3.2.1 矩形微通道內(nèi)的流速分布
        3.2.2 矩形微流通道中懸浮粒子受力
    3.3 基于光纖微流操控的溶液濃度傳感
        3.3.1 溶液的配置
        3.3.2 微流泵流速和微進(jìn)樣器規(guī)格的選取
    3.4 溶液濃度的測量
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雙波長批量操控微球
    4.1 雙波長操控聚苯乙烯微球?qū)嶒?yàn)方案設(shè)計
        4.1.1 操控光的選擇
        4.1.2 操控探針的選擇
    4.2 雙波長操控的影響因素
        4.2.1 光功率對操控的影響
        4.2.2 微球尺寸對操控的影響
    4.3 雙波長操控分離尺寸不同的聚苯乙烯微球
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]子宮內(nèi)膜腺上皮及基質(zhì)細(xì)胞分離、培養(yǎng)作為子宮內(nèi)膜異位癥體外細(xì)胞模型的探索[J]. 譚先杰,劉東遠(yuǎn),郎景和,沈鏗,冷金花,孫大為,朱蘭,劉珠鳳,許秀英.  現(xiàn)代婦產(chǎn)科進(jìn)展. 2002(01)
[7]利用紅外光譜吸收原理的CO濃度測量裝置研究[J]. 施德恒,劉新建,許啟富.  光學(xué)技術(shù). 2001(01)

碩士論文
[1]PDMS微流控芯片的制備工藝研究[D]. 夏飛.南京理工大學(xué) 2010



本文編號：3561608