美科學家發(fā)明液體纖芯波導管

美國研究人員首次成功制出以液體為纖芯的光波導管，使光可以定向無損地穿過芯片上的液體。這一光學傳感技術(shù)有著廣泛的應用前景，可以用于制造檢測單分子的化學和生物學傳感器。
　　根據(jù)加州大學圣克魯斯分校電子工程副教授霍革?施密特等人的設計，可以用工業(yè)上生產(chǎn)電腦芯片的標準硅的制作工藝來生產(chǎn)這種波導管，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管。
　　在傳統(tǒng)光纖中，纖芯和包層由兩種光學性能不同的介質(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。施密特的波導管利用了抗諧振反射光波導(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微米的波導管，這也是目前做出的最小的空心光導管。
　　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)核的波導管在原子物理和量子光學領域也有應用潛力。
　　施密特說，在生物和化學領域，分子所處的環(huán)境是液體和氣體，如果能引導光在水中或空氣中傳播，非固體材料領域的研究都將可以使用集成光路技術(shù)。
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