[發明專利]集成式單光纖微滴操縱器

在審

• 申請號: 202010892269.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112216418A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 鄧洪昌;羅中岳;王瑞;苑立波;張文濤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G21K1/00
• 分類號: G21K1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明提供的是一種集成式單光纖微滴操縱器。其特征是：所述器件由一段多芯光纖(1)組成，多芯光纖(1)包含包層(2)和纖芯(3)，多芯光纖(1)的纖端經過研磨形成圓錐臺纖端(4)，圓錐臺纖端(4)的端面(5)上有一層具有陣列溝槽結構(6)的注液光滑多孔表面膜(7)，在注液光滑多孔表面膜(7)中摻雜有光敏材料(8)，在陣列溝槽結構(6)中填充有潤滑劑(9)；一方面，纖芯(3)傳輸的光波(10)經過圓錐臺纖端(4)反射后形成匯聚光波(11)，由于光熱效應，匯聚光波(11)傳輸到注液光滑多孔表面膜(7)后被光敏材料(8)吸收后轉化為熱能，因此在匯聚光波(11)照射區域形成溫度梯度場(12)，通過控制纖芯(3)內注入光的功率的大小就可以實現對溫度梯度場(12)的大小和空間分布實施控制；另一方面，附著在注液光滑多孔表面膜(7)上的微滴(13)在溫度梯度場(12)的影響下產生潤濕梯度力(14)，在潤濕梯度力(14)的作用下，微滴(13)的姿態會發生變化并產生定向滑動，最后在不同溫度梯度場(12)作用下實現對微滴(13)的操控。

2.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其制備方法如下：(1)取一段多芯光纖用光纖夾具固定住，然后將纖端放置于研磨盤上，光纖夾具與光纖研磨盤都能繞各自的中軸自轉，通過控制螺旋雙芯光纖與研磨盤盤面法線的夾角來制備具有不同張開角的圓錐臺纖端，也可以將光纖固定在光纖拉錐機上，在高溫加熱下熔融，同時向兩側拉伸，通過熔融拉錐得到不同長度的椎體，再拉錐區域合適的位置進行切斷，來制備具有不同張開角的圓錐臺纖端；(2)先將注液光滑多孔表面的液體溶液和光敏材料混合攪拌均勻，再將混合物倒入自制的模具里，并在真空爐中進行自流平和去除氣泡，此后，再高溫退火即可制成柔性的注液光滑多孔表面；(2)把上一步中制備好的注液光滑多孔表面切成圓形后，用飛秒激光再其表面刻寫得到陣列結構；(4)最后，借助毛細作用力，將硅油注入到飛秒激光刻寫過的注液光滑多孔表面上，以制造出符合要求的注液光滑多孔表面。

3.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是，所述多芯光纖的纖芯數量大于等于1。

4.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是，所述多芯光纖的纖芯形狀是圓形、環形、多邊形的一種。

5.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是，所述多芯光纖的纖芯的空間分布是直線形、多邊形、圓形、螺旋形分布的一種。

6.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是：所述的微滴是微小液滴、微小氣泡的一種。

7.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是：所述的陣列溝槽結構是周期性結構、非周期性結構的一種。

8.根據權利要求1所述的一種集成式單光纖微滴操縱器，其特征是：所述的陣列溝槽結構的空間排布是網格形分布、圓形分布、圓環形分布的一種。