面向微系统的介电泳力微纳粒子操控研究

微系统中低浓度微纳粒子的操控技术亟需改进和完善,介电泳（dielectrophoresis） 在这一领域具有很大的潜力. 以介电泳基本原理分析为基础,推导了介电泳力的复数表达式. 综合分析了影响传统介电泳力和行波介电泳力的主要因素,并建立星型电极和平行电极阵列的二维理论模型,分别作为传统介电泳力和行波介电泳力的微纳粒子操控结构. 设置相应的边界条件,利用实部、虚部耦合求解的方法,仿真计算两种电极上的介电泳力分布规律,为实验提供参数依据. 以传统介电泳力为基础,利用星型电极进行微纳粒子收集实验;以行波介电泳 关键词： 微系统 介电泳 粒子收集 定向驱动     

一种用于电子纸的电泳液的显示性能研究

用有机颜料汉沙黄(P.Y.3)、苏丹黑和合适的稳定剂为原料配制了一种性能稳定的电泳显示液.分析了此电泳显示液中颜料微粒的带电机理及其影响因素,研究了在改变电压方向时反射光谱与吸收光谱的变化及其原因,光谱分析结果表明体系中存在的各种吸附使显示效果受到局限,反射谱与吸收谱的变化在表征器件的显示特性时呈现出一致性,器件的反射光强和反射率在不同波长上有区域选择性,同时对比度也有区域选择性,这决定了在监测器件的响应时应选择的波长范围以及可利用的光源.兼顾灵敏性和测试信号强度的需求,选用峰值波长为470 nm的蓝光二极管为光源,电泳槽的厚度为0.2 mm,用荧光光谱仪监测相同周期不同幅值脉冲电压作用下颜料微粒在493 nm波长处的反射光强的变化,并由示波器记录并输出反射光强随驱动电压的变化,还结合相关理论讨论了驱动电压对器件的反射光强和对比度的影响.     

微流动细胞颗粒中介电泳力的分析

介电泳分离方法的研究在微电子机械系统及生物领域具有广泛的应用前景.本文对介电泳作用下细胞颗粒在微通道电解溶液内流动进行了理论分析,对作用在分离流动方向细胞颗粒上的介电泳力和粘性力进行了分析.模拟了交流电场在频率1000 kHz微通道内三维电势分布和不同时间的介电泳力分布变化.     

基于LPC2210和SSD1339的PM-OLED驱动控制电路

为了避免早期无源矩阵有机电致发光器件驱动控制电路的一些缺陷,如:"串扰"和"交叉"效应以及电路连接比较复杂,用两种方法实现了基于飞利浦公司生产的LPC2210控制芯片和晶门科技公司的SSD1339驱动芯片的驱动控制电路。首先介绍了有机电致发光器件的结构和发光原理以及芯片SSD1339和LPC2210的主要的特点;分析和比较了SSD1339的8080系列并行口和LPC2210外部存储控制单元的读写时序;分别利用LPC2210的通用输入输出单元和外部存储控制单元,成功的控制SSD1339驱动128RGB×128点阵有机电致发光屏。实验结果表明:两种方法不仅可以有效地克服早期驱动控制电路的缺陷,而且可以使有机电致发光屏显示出高质量的图片;用外部存储控制单元实现的驱动控制电路,可以实现约80 Hz的驱动帧频;而使用通用输入输出单元实现的驱动控制电路,可以单步跟踪数据的传输,因此它具有方便查错的优势。本次实验为在不同的集成环境下无源矩阵有机电致发光器件驱动控制电路的设计奠定基础。     

基于双层电极的介电电泳微流控芯片的设计和制备

设计了快速实现微粒操纵的介电电泳微流控芯片的制作方法,利用光刻工艺在玻璃基底上制备和集成了双层金属电极,通过控制底层电极上的电场,实现了顶层电极上微粒的介电电泳物理捕获,模拟分析和实验结果一致.     

微通道介电泳颗粒流动中的焦耳热分析

微通道中的介电泳颗粒流动是芯片实验室装置的最重要应用之一.生物和医学领域的实际应用中,为获得足够的介电泳颗粒控制能力,在高电导率的电解溶液上施加强电场,而这将引起溶液温度的明显升高.本文建立了介电泳颗粒流动中的电场分布和焦耳热效应的理论模型.对介电泳微通道中电解溶液中的电场与温度场进行了计算,分析了介电泳作用下产生的焦耳热对微通道内温度场的影响.     

基于图像处理的嵌入式介电电泳细胞检测装置设计

介电电泳细胞试验中,细胞旋转速度的检测一直是影响试验效率的重要因素;常规的人眼识别,工作效率低,单次检测细胞数量少,周期长,并不能满足目前高通量的细胞转速检测要求;因此,设计了一种应用环形窗模板匹配与特征点跟踪,实时检测介电电泳细胞运动参数的装置;重点论述了环形窗模板的匹配和特征点的标记匹配的理论算法;利用C++编程并移植到嵌入式设备中;装置测试结果表明,其静态图像处理能准确地分割各细胞单元,动态处理可有效匹配细胞特征点,检测所得的细胞旋转速度相对误差小于1%,满足设计指标要求。     

方波电泳电场驱动下液膜马达的电致流动特征

液膜马达作为一种新颖的实验装置在基础研究和技术应用方面都将会发挥着重要的作用, 深入研究各种条件下液膜马达的电致流动特征是非常有意义的. 本文从理论上研究了均匀恒定外电场中的液膜马达在方波电泳电场驱动下的动力学特征, 解析地给出了液膜转动的线速度随时空变化的规律. 理论结果表明, 液膜会随着电泳电场频率的增大由对称性往复转动逐渐转变为振动, 这不仅有助于从理论上认识液膜马达振动的物理根源, 也为在实际应用中设计液膜搅拌机提供了一种新思路.     

穆勒矩阵成像椭偏仪误差源的简化分析方法

针对穆勒矩阵成像椭偏仪的系统误差源提出一种简化分析方法,将光强曲线的理想傅里叶级数系数组与实际系数组进行近似匹配,建立穆勒矩阵测量误差与误差源参数之间的线性模型。针对解析式复杂的随机方位角误差,从统计学角度提出了一种等效噪声模型以分析其对测量结果的影响。采用上述简化方法系统分析了椭偏仪的6种系统误差源和2种随机误差源对穆勒矩阵测量结果的影响,并以一个典型光刻投影物镜的穆勒光瞳为检测对象,进行了检测仿真。仿真结果验证了所提方法分析的准确性。     

毛细管电泳和电感耦合等离子体质谱接口技术进展

毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱联用 (CE ICP MS)具有分离效率高、灵敏度高、分辨率高、样品用量少和检测限低等优点。已广泛应用于环境、生物等样品的元素形态分析。毛细管电泳与ICP MS雾化器之间的接口是CE ICP MS联用技术的关键。本文综述了影响接口性能的重要因素 ,包括毛细管出口端的电流导通、雾化器的设计和流速匹配等 ;讨论了保证毛细管内电流导通并稳定四种方法 :同心包层液导电、不锈钢组件导电、银箔导电及铂丝导电等 ;综述并比较了同心气动雾化器、微同心雾化器、高效雾化器、新接口技术、超声雾化器、直接注射雾化器六种类型的雾化器的结构和性能。引用文献 35篇。     

Rotating dynamic seal for use under high pressure

Abstract

The authors describe the design of a sealed rotation point suitable for use under a nitrogen pressure of 8000 bar. Several metallic and plastic materials forming the seal were tested using the same geometry. The characteristics of the seal friction torques are described. Certain plastic materials are of particular interest as they ensure good sealing and display a low, stable average friction torque.     

半波损失现象的大幅面显示

根据光在界面上反射时产生半波损失的条件，设计了一种利用激光产生的非定域干涉条纹来大幅面展示半波损失现象的实验装置。该实验装置思路清晰、操作简便、画面显示效果好。     

新型自动立体显示背光板的光学设计

立体显示技术的研究主要是解决虚拟现实领域的三维视觉问题。自动立体显示是不需要配戴特殊眼镜的,使用一个二维平面空间显示屏显示至少一对满足双眼视差的立体图像。当人的双眼接受到具有视差的立体图像对时,在视网膜上形成视差像,经大脑神经系统的融合,从而产生深度感。提出了一种全新的实现自动立体显示的折射式方法,设计了基于此方法的一种新型折射式的、结构简单的、通过透射显示屏(如液晶显示屏)实现自动立体显示的背光系统。根据视差立体显示参量模型,建立了光学系统的结构参量以及分析了光学材料的性质对实现立体显示的影响,并运用先进的光学设计软件进行设计、模拟。     

A Practical See-Through Head Mounted Display Using a Holographic Optical Element

This paper describes a practical method for design and fabrication of holographic optical elements (HOEs) as off-axis imaging optics. The authors have designed and fabricated a compact glass-like and see-through display using HOE and a total internal reflection prism. Observers can see through the display because wavelength selectivity of the HOE provides high transparency. Wave front of the HOE is designed by commercial software, though the actual fabrication method is not provided. The authors propose a practical method to fabricate HOEs, which can be applied to a wide range of imaging optics.This paper was originally presented at the 2nd International Conference on Optical Design and Fabrication, ODF2000 which was held on November 15–17, 2000 at the International Conference Center, Tokyo, Waseda University, Japan.     

Oxides of 3d transition metals as sources for electromagnetic and acoustic metamaterials

A brief review of studies performed by the authors to determine the conditions under which antiferromagnetic media display dynamic properties similar to those of certain types of electromagnetic and acoustic metamaterials is presented.     

On the Darboux integrability of a three–dimensional forced–damped differential system

In 2011 Pehlivan proposed a three–dimensional forced–damped autonomous differential system which can display simultaneously unbounded and chaotic solutions. This untypical phenomenon has been studied recently by several authors. In this paper we study the opposite to its chaotic motion, i.e. its integrability, mainly the existence of polynomial, rational and Darboux first integrals through the analysis of its invariant algebraic surfaces and its exponential factors.     

2+1维格点QCD真空波函数的计算

用改进的格点哈密顿量和截断本征方程法计算2+1维QCD真空波函数,结果显示出良好的标度行为.     

基于MEMS传感器的无线位置跟踪控制仿真应用

针对嵌入式工业控制系统终端显示的需要,提出了一种基于微处理器R1610和LCD控制器SSD1963的液晶显示模块的设计方法。详细阐述了硬件接口电路的设计和控制软件的编程,重点介绍了R1610、SSD1963以及TFT液晶屏AT070TN83之间的硬件连接方法,分析了SSD1963液晶控制的使用方法以及针对液晶屏显示时序的系统设置。结合显示控制实例实现了图像在液晶屏上的显示,显示效果良好。该显示模块的设计具有一定的应用前景和参考价值。     

平板显示技术比较及研究进展

平板显示因具有体积小、重量轻、功耗低、画质好等优点,已被广泛应用于电子仪表显示、车载显示、数码相机、智能手机、个人电脑、电视产品等领域之中。本文介绍了薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFTLCD)、有机发光二极管Organic Light Emitting Diode(OLED)显示、量子点发光二极管Quantum Dot Light Emitting Diode(QLED)显示及微发光二极管(Micro-LED)显示这几种平板显示技术的结构及原理。从结构、材料、性能、应用几方面对这几种平板显示技术进行了比较。最后给出了这几种平板显示技术的最新研究进展。LCD显示经过多年发展,技术成熟,成本低廉,仍然在显示市场占据主流地位。OLED显示技术摆脱了传统LCD的背光源,开创了自发光显示的未来发展方向。在相当一段时期内,LCD和OLED仍将会共存于市场中,相互竞争和补充。QLED显示和Micro-LED显示这两种显示技术,在理论上较OLED显示具有更好的颜色表现、更长的工作寿命等优势,具有非常广阔的发展前景,将为未来显示行业提供更多更好的选择。     

立体显示用柱面透镜光栅的设计

分析了柱面透镜光栅的单柱面透镜的光传输特性,进而推导出柱面透镜光栅的曲率半径、节距和厚度等重要参量的计算公式.根据这些理论公式,为15英寸柱面透镜光栅自由立体显示器设计了柱面透镜光栅的参量,通过应用光学软件ASAP模拟该立体显示器的立体视区分布,得出该立体显示器能显示良好立体图像,从而验证了理论的正确性.