[发明专利]一种基于介质电润湿效应的光开关

权利要求书

1.一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：所述光开关采用三层结构，第一层为上极板，所述上极板包括方形透明玻璃(1)、透明电极(2)和疏水薄膜(3)，第二层为方形透明玻璃层(10)，沿它的对角线有一条微流道(5)，流道中有受控离散电解质液滴(4)，在玻璃层同一水平面上有四个条形介质光波导(6、7、8、9)；第三层为下极板，所述下极板包括方形透明玻璃基底(15)、多晶硅衬底(14)、衬底上扩磷及光刻图形化微电极阵列(13)、电极阵列上热氧化一层SiO₂作介质层(12)、介质层上涂覆一层疏水薄膜(11)，下极板微电极阵列(13)和上极板透明电极(2)分别由引线(19、16)引至交流电源(17)正负极。

2.根据权利要求1所述的一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：所述光开关将中下两层透明玻璃板键合后在微流道(5)注入电解质液滴(4)，再将上极板与中层玻璃板键合，液滴夹持在上下极板之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：所述光开关设置一个四控开关k(18)控制液滴在微流道中往返移动。

4.根据权利要求1所述的一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：在多晶硅上扩磷及光刻图形化形成微电极阵列(13)，电极阵列上热氧化一层SiO₂作介质层(12)，驱动开关的疏水薄膜层(3、11)用旋转涂覆Teflon AF1600制备，采用交流电源(17)对离散电解质液滴驱动。

5.根据权利要求1所述的一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：所述光开关当四控开关k(18)闭合液滴某一侧微电极阵列时，适当调节电压大小，改变液滴两侧压强差，从而控制液滴在微流道中的相对位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于介质电润湿效应的光开关，其特征在于：所述光开关的液滴两侧压强差表达式为：

ΔP=12Dϵ0ϵrdv2]]>

其中D为上下极板间距，ε₀、ε_r分别是真空的介电常数和介质层的有效介电常数，d是疏水介质层有效厚度，v为施加电压大小。