Optofluidic tunable microlens by manipulating the liquid meniscus using a flared microfluidic structure Mao et al., Biomicrofluidics, vol.4, issue 4,

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1 Optofluidic tunable microlens by manipulating the liquid meniscus using a flared microfluidic structure Mao et al., Biomicrofluidics, vol.4, issue 4, American Institute of Physics, Dec. 2010 Antoine Leblanc-Hotte, École Polytechnique de Montréal, Laboratoire des Micro et Nano Systèmes, 17 fév. 2011

2 Introduction Techniques existantes pour focaliser la lumière dans le plan du microsystème: Canaux microfluidiques courbés avec des liquides de différents indices de réfraction Canaux microfluidiques courbés avec un flux laminaire de deux fluides miscibles La « lentille » à l’interface des deux liquides possède une rugosité extrêmement faible → moins d’aberrations optiques Focalisation hydrodynamique d’un liquide avec un indice de réfraction plus grand Gradient d’indice de réfraction par la diffusion de particules vers un flux laminaire adjacent Permet de courber la propagation de la lumière à cause du profil d’indice en sécante hyperbolique. Désavantages: Nécessite différents liquides avec des indices de réfraction précis Nécessite parfois un débit constant de fluides

3 Principe de fonctionnement
Angle de contact constant entre le CaCl2 et le PDMS, i.e. environ 90° Structure évasée du microcanal Faible pression constante du liquide → équilibre avec la pression d’air Petite ouverture optique créer par des microcanaux remplis d’encre Mao et al., Optofluidic tunable microlens by manipulating the liquid meniscus using a flared microfluidic structure, American Institute of Physics, Biomicrofluidics, vol.4, issue 4, Dec. 2010

4 Résultats nPDMS=1,412 nCaCl2 (5M)=1,445
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5 Résultats Les propriétés de surface du PDMS avec l’interface air-CaCl2 ainsi que la forme évasée du canal microfluidique permettent d’obtenir une lentille convexe qui focalise la lumière. La variation du rapport des pressions entre le liquide et l’air crée la variation de la longueur focale. L’ajustement de la longueur focale a été réalisé sur 500 um En utilisant une pompe à pression précise au nanolitre, la résolution de la lentille devient < 1um Stabilité de la lentille jusqu’à 4h Résultats expérimentaux Tracé des rayons simulé dans MatLab Longueur focale en fonction du rayon du ménisque Mao et al., Optofluidic tunable microlens by manipulating the liquid meniscus using a flared microfluidic structure, American Institute of Physics, Biomicrofluidics, vol.4, issue 4, Dec. 2010

6 Système microfluidique final
Applications: pinces optiques, cytométrie en flux, manipulation de particules Mao et al., Optofluidic tunable microlens by manipulating the liquid meniscus using a flared microfluidic structure, American Institute of Physics, Biomicrofluidics, vol.4, issue 4, Dec. 2010