[發(fā)明專利]一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410037562.3
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103792664A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樂孜純;孫運利;王昌輝;付明磊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：該整形方法采用基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形裝置，所述光束整形裝置包括流體光波導(dǎo)主體、入射激光器、光束接收面和流出流體貯存器，所述流體光波導(dǎo)主體上開有用于承載微流體的流道，所述流道包括一個芯層流體入口、兩個對稱的包層流體入口、流體微腔和兩個對稱的流體出口，所述芯層流體入口、包層流體入口均與所述流體微腔的入口側(cè)連通，所述流體微腔的出口側(cè)與兩個流體出口連接，所述流體出口與流出流體貯存器連通，所述入射激光器和所述光束接收面同軸布置，所述入射激光器和所述光束接收面的軸線與流體流動方向軸線相交，所述入射激光器和所述光束接收面以相交點為對稱中心對稱放置，所述光束整形方法包括以下步驟：

（1）所述芯層流體和包層流體彼此之間僅存在擴散和對流運動，包層流體均衡地環(huán)繞著芯層流體，所述芯層流體和包層流體是具有不同折射率的兩種流體，所述芯層流體和包層流體在流體微腔中流動，共同構(gòu)成流體光波導(dǎo)；

（2）所述入射激光器將設(shè)定波長的激光束入射到所述流體光波導(dǎo)，光束傳播方向與流體流動方向呈90°±10°，所述光束接收面接收經(jīng)過流體光波導(dǎo)后輸出的光束；

（3）通過調(diào)節(jié)流體流速、溫度、濃度、微流體種類，控制流體擴散過程以及折射率的空間分布，實現(xiàn)光束整形。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述光束傳播方向垂直于流體流動方向，光束接收面與入射激光器同軸。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述步驟（3）中，設(shè)定芯層流體與包層流體對流和擴散過程中的擴散系數(shù)為常數(shù)，設(shè)定包層與芯層流體的流速相同，并讓沿著流體方向和垂直流體方向的擴散效果都比較明顯，得出沿著流體流動方向不同位置的橫截面處的折射率分布，對垂直入射的激光束的焦距進行調(diào)控。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述步驟（3）中，保持溫度、濃度、微流體種類不變，選擇沿著流體流動方向中心位置橫截面處的折射率分布作為參考，得出流體流速對波導(dǎo)折射率分布的影響，在光束位置不變情況下通過調(diào)節(jié)流速達到調(diào)節(jié)折射率分布，從而實現(xiàn)對光束會聚的連續(xù)可調(diào)，即對光束的連續(xù)動態(tài)整形。

5.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述步驟（3）中，保持一側(cè)的包層流體不變，改變另一側(cè)包層流體流速，則調(diào)節(jié)流體光波導(dǎo)的折射率分布，得到沿光軸不對稱的折射率分布，進而調(diào)控光束的偏轉(zhuǎn)。

6.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述步驟（3）中，包層流體折射率高于芯層流體折射率，當(dāng)連續(xù)調(diào)整流體流速大小時，得出沿著流體流動方向中心位置橫截面處的折射率分布，折射率分布出現(xiàn)了中心凹陷，實現(xiàn)光束分光比的連續(xù)可調(diào)。

7.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：所述步驟（3）中，所述光束整形裝置還包括注入流體的蠕動泵，所述注入流體的蠕動泵位于芯層流體入口、包層流體入口，通過控制蠕動泵實現(xiàn)對流體流速的調(diào)節(jié)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種基于微流控光學(xué)技術(shù)的光束整形方法，其特征在于：通過控制蠕動泵實現(xiàn)對流體溫度的調(diào)節(jié)。