[实用新型]一种基于光力的片上微纳物体的驱动装置

说明书

本实用新型提供一种基于光力的片上微纳物体的驱动装置，该方案通过片上波导上搁置微纳容器，微纳物体置于微纳容器内，通过光能和机械能的转换实现微纳容器的平动、摆动以及输运，该方案可在非液体环境下基于光力对片上微纳物体进行驱动，针对性地解决现有片上微纳物体驱动输运的可控性差、液体环境中反应场易受污染等问题。

技术领域

本实用新型涉及光控领域，特别涉及一种基于光能-机械能转换以实现片上微纳物体的输运的驱动装置，其在片上实验室以及靶向输运系统中有着重要的应用前景。

背景技术

随着半导体集成技术转向了28纳米的线宽工艺，半导体集成技术的研究也开始进入纳米领域，相对应的，片上实验室应允而生，片上实验室指的是把科学的分析操作集成到像半导体集成电路那样的几个平方厘米的玻璃、硅或塑料等微型薄片上的研究。片上实验室由于其微小，具有样本微量化、反应与分析高速化等多种优点而被广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、基因测序、中药物种鉴定、农作物优育优选等许多领域。

纳米机器是实现智能化纳米技术最基本的功能单元，可在微纳米级尺度执行特定任务，如计算、分析、数据存储、传感或者驱动等操作。然而，片上实验室中微纳物体的驱动控制始终是困扰科研人员的一大难题，就微纳物体的驱动而言，目前主要实现的方式是通过在液体环境下进行，然而在液体环境下又存在微纳物体布朗运动强烈，不易于实现长距离、稳定的驱动的缺陷。另外，对于片上实验室而言，在微纳物体的输运过程中，液体环境容易对反应场造成污染。

因此，研究一种在非液体环境下实现精确的片上微纳输运的研究，对于基于微纳技术的片上实验室及反应场具有一定的价值意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于光力的片上微纳物体的驱动装置，该方案可在非液体环境下基于光力对片上微纳物体进行驱动，针对性地解决现有片上微纳物体驱动输运的可控性差、液体环境中反应场易受污染等问题，以实现在集成芯片上实现微纳物体的可控平动、摆动、输运与释放。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本方案提供一种基于光力的片上微纳物体驱动装置，包括脉冲激光器，片上波导，以及置于片上波导上的微纳容器，其中微纳物体置于微纳容器内，且微纳容器在片上波导上轴向受力不对称，片上波导具有倐逝场效应，脉冲激光器产生的激光耦合进入片上波导。

在一些实施例中，脉冲激光器为宽谱光源或单波长光源。

在一些实施例中，脉冲激光器的脉冲个数影响微纳容器的平动速度，脉冲激光器的单脉冲能量影响微纳容器的平动距离。

在一些实施例中，片上波导端面耦合或光栅耦合于脉冲激光器。

在一些实施例中，包括连续激光器，片上波导，以及置于片上波导上的微纳容器，其中微纳物体置于微纳容器内，片上波导具有倐逝场效应，连续激光器生的激光耦合进入片上波导。

在一些实施例中，连续激光器的连续激光对应的光频率大于微纳容器的微纳材料的带隙。

在一些实施例中，连续激光器的开关频率影响微纳容器的摆动频率，连续激光器的平均功率影响微纳容器的摆动幅度。

在一些实施例中，片上波导端面耦合或光栅耦合于连续激光器。

在一些实施例中，包括脉冲激光器，连续激光器，片上波导，以及置于片上波导上的微纳容器，其中微纳物体置于微纳容器内，且微纳容器在片上波导上轴向受力不对称，片上波导具有倐逝场效应，脉冲激光器和连续激光器产生的激光耦合进入片上波导。

在一些实施例中，微纳物体的尺寸在10纳米-10微米之间。