液体变焦透镜的EWOD特性和电场仿真研究

摘要

基于介电润湿(EWOD)的微流控液体变焦透镜易于实现微型化和阵列化，广泛应用于光通讯、数码产品、生物医学检测等领域。本课题主要是对导电硅橡胶芯片的EWOD的特性和液体变焦透镜的内芯电场分布进行数值仿真。本文首先介绍了微流控技术和介电润湿的发展状况；其次通过实验验证导电硅橡胶芯片的介电润湿(EWOD)的特性；采用COMSOL软件建立相应的透镜内芯模型，主要分析在不同的结构参数下(暂且不考虑液体材料的影响)透镜内部的电场分布，主要是研究液体透镜的绝缘层侧壁上的电场。
　　具体工作如下:
　　(1)验证导电硅橡胶芯片的EWOD特性:使用MATLAB软件的图像处理功能提取液滴边界并计算出液滴的接触角；采用最小二乘法拟合出接触角与电压的关系曲线来验证EWOD特性。
　　(2)使用COMSOL软件对液体透镜内芯的电场进行仿真:建立圆台型内芯结构，改变圆台半角、绝缘层厚度、介电常数等参数观察其内芯电场的分布情况。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景和目的

1.2 微流控技术的发展

第二章 EWOD 的基础理论

2.1 界面理论

2.2 液体的铺展和润湿

2.3 接触角的测量方法

2.4 介电润湿原理

第三章 导电硅橡胶的 EWODEWODEWOD 特性的研究

3.1 测量 EWOD 特性实验

3.2 接触角的计算方法

3.3 MATLAB 图像处理

3.4 边界拟合与接触角计算

3.5 用最小二乘法拟合曲线参数

第四章 液体变焦透镜电场仿真研究

4.1 液体透镜的原理与结构

4.2 模型的建立

4.3 仿真结果

4.4 综合分析

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士研究生期间发表的学术论文