基于变换光学设计的微纳光流控器件性能与应用技术研究

基本信息
批准号:61378093
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:杨奕
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林伟华,吴克迪,丁舒林,程其娈,张砚瑜,熊如月,杨恋
关键词:
光流控信息光学变换光学微纳流控微纳光学功能材料
结项摘要

Optofluidics is a burgeoning technology through the fusion of micro/nanofluidics and optics. Optofluidics aims to manipulate light and fluid at micro/nanoscale,and exploits their interaction to create highly versatile devices and integrated systems. This new research area promotes the advancements in optics, biophysics and biochemistry, allowing scientists and engineers to tackle many classical problems with new tools and new research ideas. In this proposal, transformation optics, a frontier method for the manipulation of light will be used to design novel optofluidic devices. The theoretical analysis of the diffusion, convection and centrifugal effect in the micro/nanofluidics will be investigated. The systems with spatially variant permittivity will be identified, offering exciting opportunities for understanding the novel photonic phenomena by controlling and manipulating light in such liquid medium. Novel tunable optofluidic devices such as optofluidic microscopy, liquid waveguide coupler and optofluidic cloak, etc. will be designed. Applications in optical imaging, sensing and manipulating of micro-/nano-substances will be explored based on these transformation optofluidic devices. This proposal attempts to understand the novel photonic phenomena due to the interaction of fluids and light in micro- or nanoscale; and aims to exploit these novel phenomena to provide better solutions for our nation to next generation integrated systems in micro-/nano-photonic devices, biological/chemical analytic systems, environment monitoring etc.

光流控技术是光学与微纳流控技术相结合而形成的新型前沿交叉学科。它在微纳尺度下操控光与流体,利用光与流体的相互作用去构造多功能的微纳器件与集成系统。这一崭新的研究领域促进了光学、生物物理、生物化学的发展,让科学家和工程师在解决很多经典的问题时,拥有了新的工具和研究思路。本项目将通过当前前沿的变换光学方法设计新颖的光流控器件:通过理论研究微纳尺度下流体的扩散,输运以及离心等特性,构造在微纳流体中随空间变化分布的介电常数,掌握控制微纳流控条件下光线与光子的传播特性,设计诸如光流控显微镜、光波导耦合器以及光流控隐身衣等新型可调器件,并利用变换光流控器件对流体携带的微纳物质进行成像、传感和操控的应用研究。本项目的研究,对揭示光子在微纳流体里的传播规律有积极的意义,为我国发展下一代的微纳光子器件,生化传感和环境监测等一系列高科技应用提供思路。

项目摘要

光流控技术是光学与微纳流控技术相结合而形成的新型前沿交叉学科。它在微纳尺度下操控光与流体,利用光与流体的相互作用去构造多功能的微纳器件与集成系统。这一崭新的研究领域促进了光学、生物物理、生物化学的发展,让科学家和工程师在解决很多经典的问题时,拥有了新的工具和研究思路。本项目通过当前前沿的变换光学方法设计新颖的光流控器件:通过理论研究微纳尺度下流体的扩散,输运以及离心等特性,构造在微纳流体中随空间变化分布的介电常数,掌握控制微纳流控条件下光线与光子的传播特性,设计诸如隐身衣、光波导以及光束转折器等新型可调器件,并对流体携带的微纳物质进行成像、传感和操控的应用研究。受项目资助,共发表标注资助SCI 论文10 篇,EI论文2篇,中文核心综述1 篇,已获批国家发明2 项。本项目的研究,对揭示光子在微纳流体里的传播规律有积极的意义,为我国发展下一代的微纳光子器件,生化传感和环境监测等一系列高科技应用提供思路。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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