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内嵌式微球透镜的光纤飞秒激光加工技术及应用
  • ISSN号:0254-0037
  • 期刊名称:《北京工业大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH74[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TG66[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:北京工业大学激光工程研究院, 美国田纳西大学机械航空生物工程系
  • 相关基金:国家科技部基金资助项目(2011YQ030112);北京市自然科学基金资助项目(4132017)
中文摘要:

利用聚焦的高重复频率飞秒脉冲在聚甲基丙烯酸甲酯薄片内部制作了具有优良光学性能的微球凸透镜及微球凹透镜.微球凸透镜的加工原理是基于飞秒激光诱致折射率变化机制,而微球凹透镜的制作是基于多光子效应及高重频激光脉冲序列的热积累效应.以微球凹透镜为例,对比了不同聚焦条件下制作微球透镜的加工效率及效果,讨论了选择聚焦透镜所需综合考虑的因素.提出了采用本方法可针对特定的应用需求设计并精确制作微光学系统.最后,讨论了内嵌式微透镜在微流控器件中增强荧光信号收集能力与成像能力的潜在应用价值,以及单步制作功能集成的微流控芯片的可能性.

英文摘要:

Two types of embedded microball lenses namely convex microball lens ( VMBL) and concave microball lens ( CMBL ) with outstanding optical properties were successfully fabricated inside a polymethethyl methacrylate ( PMMA) substrate by utilizing a high repetition rate femtosecond fiber laser. The fabricating mechanism of the VMBL was refractive index change induced by femtosecond laser, and the CMBL was fabricated due to the multiphoton absorption and the heat accumulation effect of the successive laser pulses irradiation at a high repetition rate. As an example, the CMBL fabrication efficiency with 20 × and 50 × microscopic objectives was compared. The principles for choosing a proper objective when fabricating customized embedded lens were also discussed. Additionally, these lenses can be used as powerful tools in constructing specific micro-optic systems towards various applications. This technology also allows the direct fabrication of microlens inside microfluidic devices to enhance the ability of gathering fluorescence signals and optical imaging. It is very possible to fabricate a function-integrated microfluidic chip in one-step by utilizing this technology in the near future.

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期刊信息
  • 《北京工业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:北京市教委
  • 主办单位:北京工业大学
  • 主编:卢振洋
  • 地址:北京市朝阳区平乐园100号
  • 邮编:100124
  • 邮箱:xuebao@bjut.edu.cn
  • 电话:010-67392535
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0037
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2286/T
  • 邮发代号:2-86
  • 获奖情况:
  • 中国高等学校自然科学学报优秀学报二等奖,北京市优秀期刊,华北5省市优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11924