[发明专利]一种基于微流控光学技术的光束整形方法

权利要求书

1.一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：该整形方法采用基于微流控光学技术的光束整形装置，所述光束整形装置包括流体光波导主体、入射激光器、光束接收面和流出流体贮存器，所述流体光波导主体上开有用于承载微流体的流道，所述流道包括一个芯层流体入口、两个对称的包层流体入口、流体微腔和两个对称的流体出口，所述芯层流体入口、包层流体入口均与所述流体微腔的入口侧连通，所述流体微腔的出口侧与两个流体出口连接，所述流体出口与流出流体贮存器连通，所述入射激光器和所述光束接收面同轴布置，所述入射激光器和所述光束接收面的轴线与流体流动方向轴线相交，所述入射激光器和所述光束接收面以相交点为对称中心对称放置，所述光束整形方法包括以下步骤：

（1）所述芯层流体和包层流体彼此之间仅存在扩散和对流运动，包层流体均衡地环绕着芯层流体，所述芯层流体和包层流体是具有不同折射率的两种流体，所述芯层流体和包层流体在流体微腔中流动，共同构成流体光波导；

（2）所述入射激光器将设定波长的激光束入射到所述流体光波导，光束传播方向与流体流动方向呈90°±10°，所述光束接收面接收经过流体光波导后输出的光束；

（3）通过调节流体流速、温度、浓度、微流体种类，控制流体扩散过程以及折射率的空间分布，实现光束整形。

2.如权利要求1所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述光束传播方向垂直于流体流动方向，光束接收面与入射激光器同轴。

3.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述步骤（3）中，设定芯层流体与包层流体对流和扩散过程中的扩散系数为常数，设定包层与芯层流体的流速相同，并让沿着流体方向和垂直流体方向的扩散效果都比较明显，得出沿着流体流动方向不同位置的横截面处的折射率分布，对垂直入射的激光束的焦距进行调控。

4.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述步骤（3）中，保持温度、浓度、微流体种类不变，选择沿着流体流动方向中心位置横截面处的折射率分布作为参考，得出流体流速对波导折射率分布的影响，在光束位置不变情况下通过调节流速达到调节折射率分布，从而实现对光束会聚的连续可调，即对光束的连续动态整形。

5.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述步骤（3）中，保持一侧的包层流体不变，改变另一侧包层流体流速，则调节流体光波导的折射率分布，得到沿光轴不对称的折射率分布，进而调控光束的偏转。

6.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述步骤（3）中，包层流体折射率高于芯层流体折射率，当连续调整流体流速大小时，得出沿着流体流动方向中心位置横截面处的折射率分布，折射率分布出现了中心凹陷，实现光束分光比的连续可调。

7.如权利要求1或2所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述光束整形装置还包括注入流体的蠕动泵，所述注入流体的蠕动泵位于芯层流体入口、包层流体入口，通过控制蠕动泵实现对流体流速的调节。

8.如权利要求7所述的一种基于微流控光学技术的光束整形方法，其特征在于：通过控制蠕动泵实现对流体温度的调节。