基于高Q值环形微谐振腔倏逝场的MEMS生化传感芯片基础研究

近场光镊对微粒亚接触、无损伤、无污染的操纵，已经成为细胞生物学、微小力测量、微纳米器件加工等众多领域重要的研究工具，尤其在生物领域，已经实现了对细胞、病毒、细菌和DNA 分子的研究。从分辨率和灵敏度的角度来看，近场光镊是最有前景的操纵方法之一。因此，对近场光镊的研究至关重要。本项目在纳米光波导环形谐振腔优化设计、亚纳米精度光滑机理研究、纳米光波导对微米级粒子操控、检测及效应验证三个方面取得了主要进展；本项目对光纤锥区倏逝场进行研究，确定锥区倏逝场的存在以及影响倏逝场强度的因素。根据表面活性剂的功能和应用领域，选择阴离子表面活性剂作为聚苯乙烯微球的分散剂，克服了微球在溶液中团簇、不稳定的难题。此外，利用COMSOL Multiphysics 和MATLAB 软件对微纳光纤的倏逝场进行仿真分析。同时，对离光纤表面不同距离的倏逝场强度给出定量的实验结果。 然后研究光诱导介电泳的微粒操纵，针对介电泳芯片的结构制作，光点导层材料淀积参数的优化和加工。同时利用仿真分析验证介电泳对微粒操纵的可行性，得出一般操纵规律，并对影响光诱导介电泳力的各项因素进行特定分析，选取优化后的参数，最后，对纤芯直径为2μm 的微纳光纤光镊进行性能测试。相关研究成果为微纳光纤近场光镊在生物领域的应用提供重要的技术支持。