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基于PDMS基片的可变焦柱透镜

孟伟东 孙丽存 李强 普小云

孟伟东, 孙丽存, 李强, 普小云. 基于PDMS基片的可变焦柱透镜[J]. 中国光学(中英文), 2013, 6(3): 365-370. doi: 10.3788/CO.20130603.0365
引用本文: 孟伟东, 孙丽存, 李强, 普小云. 基于PDMS基片的可变焦柱透镜[J]. 中国光学(中英文), 2013, 6(3): 365-370. doi: 10.3788/CO.20130603.0365
MENG Wei-dong, SUN Li-cun, LI Qiang, PU Xiao-yun. Variable-focus cylindrical lens based on a PDMS substrate[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 365-370. doi: 10.3788/CO.20130603.0365
Citation: MENG Wei-dong, SUN Li-cun, LI Qiang, PU Xiao-yun. Variable-focus cylindrical lens based on a PDMS substrate[J]. Chinese Optics, 2013, 6(3): 365-370. doi: 10.3788/CO.20130603.0365

基于PDMS基片的可变焦柱透镜

doi: 10.3788/CO.20130603.0365
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.11164033);云南省应用基础研究基金资助项目(No.2011FA006);云南省高校科技创新团队支持计划资助项目(No.X3111004)

详细信息
    作者简介:

    孟伟东(1989-),男,河南郑州人,硕士研究生,2007年于河南科技大学获得学士学位,主要从事毛细管成像分析方面的研究。E-mail:mengweidong19890213@126.com;孙丽存(1990-),女,山东济宁人,硕士研究生,2010年于云南大学获得学士学位,主要从事液体折射率测量机成像分析方面的研究。E-mail:aliceckczy@126.com

    孟伟东(1989-),男,河南郑州人,硕士研究生,2007年于河南科技大学获得学士学位,主要从事毛细管成像分析方面的研究。E-mail:mengweidong19890213@126.com;孙丽存(1990-),女,山东济宁人,硕士研究生,2010年于云南大学获得学士学位,主要从事液体折射率测量机成像分析方面的研究。E-mail:aliceckczy@126.com

    通讯作者:

    普小云

  • 中图分类号: TH703

Variable-focus cylindrical lens based on a PDMS substrate

  • 摘要: 设计并制作了一种基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)基片的可变焦微型柱透镜。这种柱透镜主要由一根埋入PDMS基片中的玻璃毛细管构成,通过选择毛细管内液体的折射率实现变焦功能。液体折射率为1.451 8~1.550 2时,柱透镜焦距可由21.369 mm减小到3.362 mm,变焦倍数达到6.4倍。用散射光成像方法观察并拍摄了平行光通过这种可变焦柱透镜后的光线轨迹图;用ZEMAX光学设计软件摸拟了成像过程,模拟结果和实验图像相符;用高斯光学的逐次成像方法推导出了这种柱透镜的焦距公式,焦距的计算结果和实验以及模拟结果吻合。PDMS基片中可变焦微型柱透镜的成功制作,为芯片上的实验室提供了一种重要的光学成像元件。

     

  • [1] PSALTIS D,QUAKE S,YANG C H. Developing optofluidic technology through the fusion of microfluidics and optics[J]. Nature,2006,442(7101):381-386. [2] WHITESIDE G M. The origins and the future of microfluidics[J]. Nature,2006,442(7101):368-373. [3] 梁忠诚,赵瑞. 微流控光学及其应用[J]. 激光与电子学进展,2008,45(6):16-23. LIANG ZH CH,ZHAO R. Optofluidics and its potential applications[J]. Laser Optoelectronic Progress,2008,45(6):16-23.(in Chinese) [4] NGUYEN N T. Micro-optofluidic lenses:a review[J]. Am. Institute Physics,2010,4:031501. [5] MONAT C,DOMACHUK P,EGGLETON B J. Integrated optofluidics:a new river of light[J]. Nat. Photon.,2007,1(2):106-114. [6] LUO D B,DUAN Y X. Microplasmas for analytical applications of lab-on-a-chip[J]. TrAC Trends in Analytical Chem.,2012,39:254-266. [7] ANDERSON J R,CHIU D T,JACKMAN R J,et al.. Fabrication of topologically complex three-dimension microfluidic systems in pdms by rapid prototyping[J]. Anal. Chem.,2000,7:1264-1268. [8] JAHNKE A,MAYER P. Do complex matrices modify the sorptive properties of polydimethylsiloxane(PDMS) for non-polar organic chemicals[J]. J. Chromatography A,2010,1217(29):4765-4770. [9] 王明. 聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片研究 [D].北京:中国科学院电子学研究所,2003:36-51. WANG M. Study of microfluidic chip in poly(dimethylsiloxane) [D]. Beijing:Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,2003:36-51.(in Chinese) [10] 杜欣,张平,刘永顺,等. 基于PDMS和玻璃材料的毛细管被动阀临界压力分析[J]. 光学 精密工程,2011,19(8):1852-1858. DU X,ZHANG P,LIU Y SH,et al.. Burst pressure of capillary burst valve based on the glass and PDMS[J]. Opt. Precision Eng.,2011,19(8):1852-1858.(in Chinese) [11] 李强,苏光辉,张瑞凯,等. 透明毛细管管壁折射率的无损测量[J]. 光学 精密工程,2010,18(6):1264-1270. LI Q,SU G H,ZHANG R K,et al.. Nondestructive measurement of refractive index of transparency capillary[J]. Opt. Precision Eng.,2010,18(6):1264-1270.(in Chinese) [12] 刑曼男,白然,普小云. 精确测量微量液体折射率的新方法[J]. 光学 精密工程,2008,16(7):1196-1202. XING M N,BAI R,PU X Y. Novel measuring method for refractive index of micro quantity liquid[J]. Opt. Precision Eng.,2008,16(7):1196-1202.(in Chinese) [13] 李强,韩广辉,邢曼男,等. 一种精确测量微量液体折射率的仪器:中国,20081301.1.2009-07-22. LI Q,HAN G H,XING M N,et al.. The apparatus of accurate measuring the refractive index of micro-quantity liquid.Patent of China:CN,20081301.1 [P].2009-07-22.(in Chinese) [14] 李强,韩广辉,邢曼男,等. 用毛细管焦点法精确测量微量液体的折射率[J]. 光学学报,2009,29(9):2468-2472. LI Q,HAN G H,XING M N,et al.. Measuring refractive index of micro-quantity liquid by focus method[J]. Acta Optica Sinica,2009,29(9):2468-2472.(in Chinese) [15] Dow corning [EB/OL].[2012-12-16].http://www.dowcorning.com/applications/search/products/?Ntt=Polydime-thylsiloxane&N=0&Ntx=mode+MatchAllPartial&WT.svl=4&Nty=1&Ntk=ProductFinder_en. [16] Richard Ditteon. 现代几何光学 [M]. 詹涵菁译. 长沙:湖南大学出版社,2004. Richard Ditteon(write). Modern Geometrical Optics[M]. ZHAN H J,Translation. Changsha:Hunan University Press. 2004 [17] 王之江.光学技术手册 (上册)[M].北京:机械工业出版社,1987:5 WANG ZH J. Optical Technology Manual(Volume 1)[M]. Beijing:China Machine Press,1987:5.(in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-16
  • 修回日期:  2013-02-18
  • 刊出日期:  2013-06-10

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