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美科學(xué)家發(fā)明液體纖芯波導(dǎo)管 (2004-10-27)

發(fā)布時間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏覽:1624
美國研究人員首次成功制出以液體為纖芯的光波導(dǎo)管,使光可以定向無損地穿過芯片上的液體。這一光學(xué)傳感技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景,可以用于制造檢測單分子的化學(xué)和生物學(xué)傳感器。   根據(jù)加州大學(xué)圣克魯斯分校電子工程副教授霍革?施密特等人的設(shè)計,可以用工業(yè)上生產(chǎn)電腦芯片的標(biāo)準(zhǔn)硅的制作工藝來生產(chǎn)這種波導(dǎo)管,他們已經(jīng)制出了可在注入液體或者氣體后使用的空心波導(dǎo)管。   在傳統(tǒng)光纖中,纖芯和包層由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成,內(nèi)部的介質(zhì)對光的折射率比環(huán)繞它的介質(zhì)高,利用全反射原理,我們可很輕易的使用光纖來改變光的行進方向,在長距離上傳播光信號。由于液體和氣體的折射率相對比較低,想讓光沿著液體或氣體傳播很困難。施密特的波導(dǎo)管利用了抗諧振反射光波導(dǎo)(ARROW)原理,考慮到兼容微型制造技術(shù)以及將來可能集成硅電子元器件,研究人員選擇了氮化硅和二氧化硅作為波導(dǎo)管的包裹材料。在制作時,把覆蓋層沉積到一個矩形模具外部,然后再把中間的模具溶解,就得到了中空為3.5×9微米的波導(dǎo)管,這也是目前做出的最小的空心光導(dǎo)管。   施密特他們已經(jīng)利用氦氖激光激發(fā)熒光染料成功檢測到了波導(dǎo)管中液體樣本的分子熒光,在500萬分之一毫升的樣本中檢測到了800個分子。他們的目標(biāo)是能夠檢測出單個分子。此外,施密特還認為氣體內(nèi)核的波導(dǎo)管在原子物理和量子光學(xué)領(lǐng)域也有應(yīng)用潛力。   施密特說,在生物和化學(xué)領(lǐng)域,分子所處的環(huán)境是液體和氣體,如果能引導(dǎo)光在水中或空氣中傳播,非固體材料領(lǐng)域的研究都將可以使用集成光路技術(shù)。
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