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专利号: 2014100375623
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:该整形方法采用基于微流控光学技术的光束整形装置,所述光束整形装置包括流体光波导主体、入射激光器、光束接收面和流出流体贮存器,所述流体光波导主体上开有用于承载微流体的流道,所述流道包括一个芯层流体入口、两个对称的包层流体入口、流体微腔和两个对称的流体出口,所述芯层流体入口、包层流体入口均与所述流体微腔的入口侧连通,所述流体微腔的出口侧与两个流体出口连接,所述流体出口与流出流体贮存器连通,所述入射激光器和所述光束接收面同轴布置,所述入射激光器和所述光束接收面的轴线与流体流动方向轴线相交,所述入射激光器和所述光束接收面以相交点为对称中心对称放置,所述光束整形方法包括以下步骤:(1)所述芯层流体和包层流体彼此之间仅存在扩散和对流运动,包层流体均衡地环绕着芯层流体,所述芯层流体和包层流体是具有不同折射率的两种流体,所述芯层流体和包层流体在流体微腔中流动,共同构成流体光波导;

(2)所述入射激光器将设定波长的激光束入射到所述流体光波导,光束传播方向与流体流动方向呈90°±10°,所述光束接收面接收经过流体光波导后输出的光束;

(3)通过调节流体流速、温度、浓度、微流体种类,控制流体扩散过程以及折射率的空间分布,实现光束整形。

2.如权利要求1所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:所述光束传播方向垂直于流体流动方向,光束接收面与入射激光器同轴。

3.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:

所述步骤(3)中,设定芯层流体与包层流体对流和扩散过程中的扩散系数为常数,设定包层与芯层流体的流速相同,并让沿着流体方向和垂直流体方向的扩散效果都明显,得出沿着流体流动方向不同位置的横截面处的折射率分布,对垂直入射的激光束的焦距进行调控。

4.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:

所述步骤(3)中,保持温度、浓度、微流体种类不变,选择沿着流体流动方向中心位置横截面处的折射率分布作为参考,得出流体流速对波导折射率分布的影响,在光束位置不变情况下通过调节流速达到调节折射率分布,从而实现对光束会聚的连续可调,即对光束的连续动态整形。

5.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:

所述步骤(3)中,保持一侧的包层流体不变,改变另一侧包层流体流速,则调节流体光波导的折射率分布,得到沿光轴不对称的折射率分布,进而调控光束的偏转。

6.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:

所述步骤(3)中,包层流体折射率高于芯层流体折射率,当连续调整流体流速大小时,得出沿着流体流动方向中心位置横截面处的折射率分布,折射率分布出现了中心凹陷,实现光束分光比的连续可调。

7.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:

所述步骤(3)中,所述光束整形装置还包括注入流体的蠕动泵,所述注入流体的蠕动泵位于芯层流体入口、包层流体入口,通过控制蠕动泵实现对流体流速的调节。

8.如权利要求7所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法,其特征在于:通过控制蠕动泵实现对流体温度的调节。