技術(shù)文章

　　實驗名稱：基于激光誘發(fā)熒光漂白測速技術(shù)的絕緣壁面非線性振蕩電滲流的研究

　　測試目的：LIFPA技術(shù)是一種基于激光誘導(dǎo)熒光的新型微納流體速度測量技術(shù)，LIFPA是基于LIF和光致漂白原理發(fā)展而來的。當(dāng)激光持續(xù)照射熒光物質(zhì)時，隨著時間的增加，熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光強度會逐漸減弱，這就是所謂的光漂白。當(dāng)熒光物質(zhì)的濃度一定時，熒光物質(zhì)被激光照射的時間越長，那么光漂白效應(yīng)就越強，熒光強度就越弱。

　　測試設(shè)備：高壓放大器、信號發(fā)生器、激光器、電流前置放大器等。

　　圖1：實驗系統(tǒng)光路圖。（a）系統(tǒng)示意圖，包括:(1)405nm連續(xù)激光器;(2)AOM;(3)空間濾波器;(4)透鏡;(5)反射鏡;(6)二相色鏡;(7)濾波片;(8)多模光纖;(9)光子計數(shù)器;(10)電流前置放大器和A/D轉(zhuǎn)換器;(11)電腦;(12)注射泵;(13)反射鏡;(14)物鏡;(15)微米平移臺;(16)納米平移臺。（b）系統(tǒng)實物圖

　　實驗過程：

　　實驗中使用的LIFPA系統(tǒng)是在共聚焦顯微鏡系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)而來，如圖1所示。該系統(tǒng)使用波長為405nm的連續(xù)激光器作為激發(fā)光，激光器的最大功率為500mW。在激光的輸出端首先使用聲光調(diào)制器進行光束調(diào)制，它的窗孔直徑為2mm。聲光調(diào)制是基于聲光效應(yīng)而實現(xiàn)的，調(diào)制信號是以電信號（調(diào)幅）形式作用于電聲換能器上，再轉(zhuǎn)化為以電信號形式變化的超聲場，當(dāng)光波通過聲光介質(zhì)時，由于聲光作用，光波會產(chǎn)生衍射，衍射光的頻率，強度和方向隨超聲場變化而變化。

　　配制溶液，然后制作矩形微通道，它的長，寬和高分別為5mm，300μm和100μm。芯片共三層，通過逐層的方式加工和連接。

　　實驗中振蕩電滲流由外加的交流電場產(chǎn)生。我們在通道兩端安裝鉑金絲作為電極。交流電場由信號發(fā)生器生成并經(jīng)高壓放大器放大，這是因為信號發(fā)生器只能提供較低電壓和固定頻率的交流信號，而實驗中需要的電壓較高，信號發(fā)生器無法滿足需求，因此使用高壓放大器對信號進行增強。信號發(fā)生器可以根據(jù)實驗需要選擇所需的波形，電壓和頻率等條件；高壓放大器可以保證波形和電場頻率不變的情況下以固定放大倍率放大電壓。它的放大倍率可調(diào)，這里使用了200倍放大。同時，高壓放大器需要接地處理，滿足實驗室守則及安全要求。

　　實驗結(jié)果：

　　LIFPA是根據(jù)熒光強度和速度之間的關(guān)系開發(fā)的一種具有高時間和空間分辨率的速度測量技術(shù)。通過測量運動流體的熒光強度，可以反算出來流體的速度。對于整體系統(tǒng)而言，使用壓力泵可以給微通道提供一個穩(wěn)定的流體流動，高壓放大器可以給微通道內(nèi)提供穩(wěn)定的交流電場，滿足了測量振蕩電滲流所需的條件。

　　電壓放大器推薦：ATA-7015

　　圖：ATA-7015高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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