Research on micro-optical lenses fabrication technology

We present a detail investigation on the development of a series of gradient index (GRIN) optical glass microlens and polymer microlens and microlens arrays in our laboratory in recent years. The special glass material GRIN lenses have been fabricated mainly by using ion-exchange technology, which are applied to construct micro-optic devices and other applications. On one hand, we demonstrated the light propagation and imaging properties of GRIN lenses and the results analyzed. On the other hand, we have explored a drop-on-demand ink-jet printing method to produce microlens array using nano-scale polymer droplets involved with a uniform ultraviolet light and heat solidifying process. The experimental setup for manufacturing polymer microlens array and the performance of refractive microlens elements are also given in this paper. (C) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

A Trip from a Tube to a Chip Applied Micro and Nanotechnology in Biotechnology, Veterinary and Life Sciences

More than 200 known diseases are transmitted via foods or food products. In the United States, food-borne diseases are responsible for 76 million cases of illness, 32,500 cases of hospitalisation and 5000 cases of death yearly. The ongoing increase in worldwide trade in livestock, food, and food products in combination with increase in human mobility (business- and leisure travel, emigration etc.) will increase the risk of emergence and spreading of such pathogens. There is therefore an urgent need for development of rapid, efficient and reliable methods for detection and identification of such pathogens.

Microchipfabrication has had a major impact on electronics and is expected to have an equally pronounced effect on life sciences. By combining micro-fluidics with micromechanics, micro-optics, and microelectronics, systems can be realized to perform complete chemical or biochemical analyses. These socalled ’Lab-on-a-Chip’ will completely change the face of laboratories in the future where smaller, fully automated devices will be able to perform assays faster, more accurately, and at a lower cost than equipment of today. A general introduction of food safety and applied micro-nanotechnology in life sciences will be given. In addition, examples of DNA micro arrays, micro fabricated integrated PCR chips and total integrated lab-on-achip systems from different National and EU research projects being carried out at the Laboratory of Applied Micro- Nanotechnology (LAMINATE) group at the National Veterinary Institute (DTU-Vet) Technical University of Denmark and the BioLabchip group at the Department of Micro and Nanotechnology (DTU-Nanotech), Technical University of Denmark (DTU), Ikerlan-IK4 (Spain) and other 16 partners from different European countries will be presented.

Mode characteristics of metallically coated square microcavity connected with an output waveguide

Mode characteristics of a square microcavity with an output waveguide on the middle of one side, laterally confined by an insulating layer SiO2 and a p-electrode metal Au, are investigated by two-dimensional finite-difference time-domain technique. The mode quality (Q) factors versus the width of the output waveguide are calculated for Fabry-Peacuterot type and whispering-gallery type modes in the square cavity. Mode coupling between the confined modes in the square cavity and the guided modes in the output waveguide determines the mode Q factors, which is greatly influenced by the symmetry behaviors of the modes. Fabry-Peacuterot type modes can also have high Q factors due to the high reflectivity of the Au layer for the vertical incident mode light rays. For the square cavity with side length 4 mu m and refractive index 3.2, the mode Q factors of the Fabry-Peacuterot type modes can reach 10(4) at the mode wavelength of 1.5 mu m as the output waveguide width is 0.4 mu m.

一种基于多项式的图像离焦建模方法研究

本文针对显微视觉的图像恢复与3D 重建问题,从显微光学成像的离焦机理和基于点扩散函数的图像模糊化描述出发,通过模糊测度算子分析序列显微图像的离焦分布规律,提出了一种用于构建较为精准离焦模型的方法。该模型采用混合参数多项式结构,与传统高斯模型相比,可以更接近真实离焦过程,这为较为精确的光学显微图像恢复和3D 重构提供了新的技术途径。

Miniaturization and Integration of Optoelectronics for Contact Lens Embedded Display and Wireless Communication

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2013

Integration von Heizern in thermotrope flüssigkristalline Elastomer-Aktoren und deren Anwendung beim technischen Nachbau eines menschlichen Auges

Flüssigkristalline Elastomere (LCE) zeigen eine reversible Kontraktion und werden in der Literatur auch als „künstliche Muskeln“ bezeichnet. In dieser Arbeit werden sie mit einem integrierten Heizer versehen, um eine schnelle und präzise Ansteuerung zu ermöglichen. Anschließend werden diese als Aktoren zur Realisierung eines technischen Nachbaus des menschlichen Auges verwendet. rnDas einzigartige Verhalten der flüssigkristallinen Elastomere beruht auf der Kombination der Entropie Elastizität des Elastomers mit der Selbstorganisation der flüssigkristallinen Einheiten (Mesogene). Diese beiden Eigenschaften ermöglichen eine reversible, makroskopische Verformung beim Phasenübergang des Flüssigkristalls in die isotrope Phase. Hierbei ist es wichtig eine homogene Orientierung der Mesogene zu erzeugen, was in dieser Arbeit durch ein Magnetfeld erreicht wird. Da es sich um ein thermotropes flüssigkristallines Elastomer handelt, werden in dieser Arbeit zwei Ansätze vorgestellt, um den LCE intern zu heizen. Zum einen werden Kohlenstoffnanoröhren integriert, um diese über Strahlung oder Strom zu heizen und zum anderen wird ein flexibler Heizdraht integriert, welcher ebenfalls über Strom geheizt wird. rnUm den technischen Nachbau des menschlichen Auges zu realisieren, ist die Herstellung einer flüssigkristallinen Iris gezeigt. Hierzu wird ein radiales Magnetfeld aufgebaut, welches eine radiale Orientierung des Mesogene ermöglicht, wodurch wiederum eine radiale Kontraktion ermöglicht wird. Außerdem sind zwei Konzepte vorgestellt, um eine Elastomer Linse zu verformen. Zum einen wird diese mit einem ringförmigen LCE auseinandergezogen und somit abgeflacht. Zum anderen sind acht Aktoren über Anker an einer Linse angebracht, welche ebenfalls eine Vergrößerung der Linse bewirken. In beiden Fällen werden LCE mit dem zuvor präsentierten integrierten Heizdraht verwendet. Abschließend ist das Zusammensetzen des technische Nachbaus des menschlichen Auges dargestellt, sowie Aufnahmen, welche mit diesem erzeugt wurden.

Analysis of grating inscribed micro-cantilever for high resolution AFM probe

We present a mathematical modelling and analysis of reflection grating etched Si AFM cantilever deflections under different loading conditions. A simple analysis of the effect of grating structures on cantilever deflection is carried out with emphasis on optimizing the beam and gratings such that maximum amount of diffracted light remains within the detector area.