一种基于微流控技术的二维电光开关阵列装置

摘要

基于微流控技术的二维电光开关阵列装置采用“储气层+波导层+储液层”结构。其中，波导层包括平板基底(7)、基底上设有矩阵形式排列的波导结构(8)、波导交叉节点处设有液腔槽(9)、基底边缘留有气液连接通道(10)、电控光开关单元阵列(11)放置于波导交叉节点液腔槽(9)处；储气层为储存气体的密封容器(1)，容器边缘留有气压调节控制孔(4)、底部有气液连接开孔(5)贯穿波导层与储液层相通，容器上面设有与波导交叉节点一致的电极开孔(6)便于露出光开关控制单元电极(18)；储液层为上端开口的储存液体的容器，通过与波导层结合而密封，通过电湿效应改变微容器内部表面张力以调整液柱高度，实现光束的全反射与全透射，进而实现光的“开”和“关”动作。

主权项

一种基于微流控技术的二维电光开关阵列装置，其特征在于该装置采用储气层(1)+波导层(2)+储液层(3)的结构；其中，波导层(2)以平板基底(7)为载体，在平板基底(7)上设有矩阵形式排列的波导结构(8)，波导交叉节点处设有液腔槽(9)，基底边缘留有气液连接通道(10)，电控光开关单元阵列(11)放置于波导交叉节点液腔槽(9)处；储气层为储存气体的密封容器(1)，容器(1)边缘留有气压调节控制孔(4)，底部有气液连接开孔(5)贯穿波导层与储液层相通，容器上面设有与波导交叉节点一致的电极开孔(6)便于露出光开关控制单元电极(18)；储液层为上端开口的储存液体的容器，通过与波导层结合而密封，其内储存导电液体(12)；所述的波导交叉节点处液腔槽(9)设有光开关控制单元(13)，控制单元(13)为一端封闭另一端开口的长方体状或其他形状微小容器，容器壁(14)使用与波导材料折射率相同或相近的材料制作，其内侧部分除面对入射光的一侧外，全部设有透明导电层(15)和相应的绝缘层(16)，与液体接触的内侧设有疏水层(17)，微容器上开孔设有导电膜层(18)并使之成为密封气室(19)，导电膜层(18)作为第一电极并通过储气层上端电极开孔与外部电路相连，第二电极为导电液体(12)；控制单元下部开口延伸入储液层并与液体直接接触，导电液体进入控制单元微容器内部，并在微容器内表面张力和密封气压共同作用下保持一定的液柱高度。