通过成本效益高的聚合物集成光学波导进行大规模,高均性的 evanescent 场照明

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 发光场照明 (EFI) 对于定量光分析至关重要.
• 现有的EFI方法在照明均性,信号噪声比 (SNR) 和检测吞吐量方面面临挑战.
• 在EFI芯片开发中,系统复杂性,照明区域和制造可扩展性之间存在权衡.

研究的目的:

• 开发一个紧和可扩展的光学波导芯片,用于生成高度统一的EFI.
• 克服目前EFI技术的大规模定量光分析的局限性.
• 为了证明拟议的EFI芯片的批量生产的制造工艺.

主要方法:

• 设计了一种紧的光学波导芯片,集成了一个aspheric合镜头和一个平面波导.
• 在波导表面上利用总内部反射 (TIR) 来产生EFI.
• 采用聚钢 (PS) 的注塑成型工艺,用于高精度,可批量生产的制造 (Ra < 5 nm).

主要成果:

• 在大面积 (>12 mm × 12 mm) 实现高度均的EFI,变化系数 (CV) <6%.
• 在轻合中显示出2.01毫米的相当大的对齐容忍度.
• 芯片不需要复杂的辅助系统,简化了集成.

结论:

• 开发的光学波导芯片为统一的EFI提供了可扩展和具有成本效益的解决方案.
• 这项技术显著提高了定量光分析的检测吞吐量和照明质量.
• 能够批量生产的设计使其在各种科学应用中得到广泛采用.