CN101201452A - 一种基于光流体的微光学芯片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于光流体的微光学芯片及其制作方法，属于微机械电子系统(MEMS)中一种新型的微流体光学器件。发明提出的芯片包括微管道基体1、上盖片、第一微管道5、与第一微管道5形成交叉连接的第二微管道8、微液滴9；两个微管道内部都充满流体介质且互不相容；微液滴9和第一微管道5内部的流体介质也互不相容，并且具有不同的折射率。本发明提出的微光学芯片及其制作方法提供集成的微光学芯片，将非球面光学零件、反射镜、滤光片等光学零件集成在一个芯片上，光学零件配置灵活，满足对光学零件小型化与阵列化的要求；在MEMS制作工艺基础上，工艺简单，适合于批量制作；体积小，整个芯片可以达到毫米数量级的外形尺寸。

Description

一种基于光流体的微光学芯片及其制作方法

一、所属领域：

本发明涉及利用微流体光学特性进行工作的微光学芯片，属于微机械电子系统(MEMS)中一种新型的微流体光学器件。

二、现有技术：

现有微光学系统是基于分立光学零件组成，分立光学零件包括反射镜、滤光片、非球面镜等，按照光路设计在空间安装排列，对光路进行调节。如美国加州大学洛杉矶分校(UCLA，USA)通过微机电系统技术，将Fresnel微透鏡(Micro Lens)、微分光镜(Micro Beam Splitter)、以及微平面镜(Micro Mirror)集成在一起。这种分立光学零件组成的微光学系统光路空间尺寸较大，不能满足对光学零件小型化与阵列化的要求。

分立光学零件采用玻璃或塑料材料加工，现有光学零件加工方法包括：光学玻璃透镜模压成型技术、光学塑料成型技术、以及传统的研磨抛光技术等。

光学玻璃透镜模压成型技术是把软化玻璃放入高精度的模具中，在加温加压和无氧的条件下直接模压成型光学零件，可以模压小型非球面透镜阵列。需要精确控制温度和压力等工艺参数、设计专用的模压机床、以及高质量的模具。对模具的材料及加工性能要求很高，对微型透镜模具的要求更为严格。现已能制造每个透镜的直径为100μm的微型透镜阵列。

光学塑料成型技术是将加热成流体的光学塑料注入到不锈钢模具中，冷却固化后获得所需要的光学塑料零件。该技术主要生产直径100mm以下的非球面光学零件，也可制造微型透镜阵列。光学塑料成型技术的关键环节仍旧是模具，非球面模具的超精密加工相当困难，通常的加工都要经过数控机床磨削、范成法精磨法、抛光等工艺。

分立光学零件加工中存在的问题是：光学玻璃透镜模压成型以及光学塑料成型技术，对模具的要求很高，对模具制造的加工工艺要求更高；不能制作体积在毫米或者微米数量级的微小型透透镜；无法将透镜与其他光学元器件集成在一块芯片上。

三、发明内容

发明目的

本发明的目的是克服分立光学零件构成微光学系统的以下不足：1)分立光学零件组成的微光学系统光路空间尺寸较大，不能满足对光学零件小型化与阵列化的要求；2)在现有塑料和玻璃为基体材料的分立光学零件工艺，对模具的要求很高，对模具制造的加工工艺要求更高；3)现有技术无法将透镜与其他光学元器件集成在一块芯片上。由此，本发明提出基于光流体的微光学芯片及其制作方法，使得制作毫米甚至微米数量级的微型光学芯片成为可能。

技术方案

本发明提出的基于光流体的微光学芯片，包括以下部分：微管道基体1，位于微管道基体1上第一微管道5，位于第一微管道5内的微液滴9，上盖片2；第一微管道5的两端用密封片11密封，内部充满流体介质；微液滴9和第一微管道5内部的流体介质具有不同的折射率且互不相容。

还可以有第二微管道8与第一微管道5形成交叉连接，如十字形、双T型或其他形式；第二微管道8的两端密封，内部充满流体介质；第一微管道5内部的流体介质和第二微管道8内部的流体介质互不相容。

第一微管道5和第二微管道8横截面形状可以为圆形或者矩形，管道的特征尺寸为1～1000微米。

第一微管道5的两端可以形成任意角度的折线形式，并保证微液滴9不处于折线部分。

第一微管道5折线段的管壁的一面可以制作转角凹台，转角凹台的中心线与第一微管道5中心轴线在管壁的另一面上相交。

第一微管道5的两端可以有储液池I6和储液池II10；第二微管道8两端可以有储液池III4和储液池IV7；在上盖片2上有用以密封储液池III4、储液池I6、储液池IV7、储液池II10开口的密封薄膜3。

本发明提出的基于光流体的微光学芯片的制作方法包括如下步骤：

1.在基体材料上制作微管道，可以采用以下工艺方法：

1.1采PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)基体材料制作微管道的准LIGA工艺流程包括：光刻掩膜，电铸模具，压模成型；

1.2采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)基体材料制作微管道的工艺流程包括：光刻掩膜，模具制作，浇铸，固化，脱模；

1.3采用玻璃基体材料制作微管道的工艺流程包括：涂胶，光刻掩膜，刻蚀。

2.微管道表面改性处理，即改变微管道表面与制作透镜用流体介质之间的浸润性关系；

3.制作储液池：根据微管道基体材料的不同，在上盖片或者微管道基体上相应位置，钻削直径为0.5～2mm的孔作为储液池；

4.键合微管道基体和上盖片；

5.微液滴注入：采用微流体驱动技术，将流体介质和微液滴流体介质分别驱动到第一微管道中相应的位置，选择流体驱动方式和进样参数，得到需要的微液滴参数；

6.可以根据微光学芯片对滤光的需要，驱动滤光流体介质注入到第二微管道中；

7.可以根据需要，在上盖片或基体上键合密封薄膜；

8.可以根据需要，将芯片放入恒温箱中，使微液滴固化；

9.可以根据需要切割芯片，并密封微管道两端。

发明的效果

本发明提出的基于光流体的微光学芯片具有以下优点：1)提供集成的微光学芯片，将非球面光学零件、反射镜、滤光片等光学零件集成在一个芯片上，光学零件配置灵活，满足对光学零件小型化与阵列化的要求；2)在微机电系统制作工艺基础上，具有制作工艺简单，适合于批量制作的特点；3)体积小，整个芯片可以达到毫米数量级的外形尺寸。

四、附图说明(附图在文字中的引用说明)

图1具体实施例1的微流体透镜芯片

图2微液滴9的参数设计

图3具体实施例2的微流体透镜芯片

图4具体实施例3的微流体透镜芯片

图5具体实施例3微流体透镜芯片的转角凹台尺寸

图6具体实施例4的微流体透镜芯片

图7图6的CC1EE1DD1向剖视图

图8具体实施例4微流体透镜芯片的转角凹台尺寸

其中，1-微管道基体，2-上盖片，3-密封薄膜，4-储液池，5-第一微管道，6-储液池I，7-储液池IV，8-第二微管道，9-微液滴，10-储液池II

五、具体实施方式：

具体实施例1：

参考图1，本发明提出的一种微光学芯片，芯片尺寸为：长×宽×高＝2.5mm×2.0mm ×0.6mm，包括以下部分：微管道基体1，位于微管道基体1上第一微管道5，位于第一微管道5内的微液滴9，上盖片2；微管道基体1采用PMMA制作，厚度0.3mm；第一微管道5尺寸为长×宽×高＝2.5mm×100μm×100μm，上盖片2为PMMA制作，厚度为0.3mm；第一微管道5的两端的密封片11采用厚度为0.12mm的PMMA薄膜，内部为空气介质，微液滴9为折射率为1.44的有机硅油。

工作过程描述：

平行光束从第一微管道5左端A入射进入第一微管道5，经过微液滴9的透镜聚光作用，从右端B出射，汇聚在微透镜焦点处。

参阅图2，微液滴9作为会聚透镜的参数设计如下：

微液滴9透镜的各参数满足如下条件：折射率为n₂＝1.44的微液滴的两个折射球面的半径为R，厚度为W，空气介质的折射率为n₁＝1.0，则透镜两个折射面焦距计算公式为：

$f_1=-\frac{n_{1}R}{n_2-n_1},$ $f_1^{\′}=\frac{n_{2}R}{n_2-n_1}---\left(1\right)$

$f_2=-\frac{n_{2}R}{n_2-n_1},$ $f_2^{\′}=\frac{n_{1}R}{n_2-n_1}---\left(2\right)$

式中，f₁和f₁‘为微液滴入射光非球面镜的像方焦距和物方焦距，f₂和f₂‘为微液滴出射光非球面镜的像方焦距和物方焦距。

透镜光学间隔Δ为：

$\mathrm{\Δ}=W-f_1^{\′}+f_2=\frac{-{2n}_{2}R+(n_2-n_1)W}{n_2-n_1}---\left(3\right)$

微透镜焦距f‘为：

$f^{\′}=\frac{f_1^{\′}{f}_2^{\′}}{\mathrm{\Δ}}=-\frac{n_1{n}_2{R}^2}{(n_2-n_1)[(n_2-n_1)W-2n_{2}R]}---\left(4\right)$

当 $W<\frac{{2n}_{2}R}{n_2-n_1}$ 时，f′＞0，此时透镜两主平面位于透镜内部，为正透镜。

当 $W>\frac{{2n}_{2}R}{n_2-n_1}$ 时，f′＜0，此时透镜两主平面位于透镜外部，为发散透镜。

选择有机硅油微液滴折射率系数为n₂＝1.44，空气折射率系数为n₁＝1.00，微管道几何尺寸为：宽×高＝100μm×100μm，取微液滴最大半径为R＝50μm，厚度取W＝300μm，则微透镜焦距f′＝-f＝681μm。

该微光学芯片的制作方法包括如下步骤：

1．在基体材料上制作微管道：将厚度为0.3mm，长度为22mm，宽度为12mm的PMMA微管道基体表面除油，除尘粒，水洗，烘干。采用准LIGA工艺在基体上制作横截面为矩形的微管道，包括光刻掩膜，电铸模具，压模成型工艺过程。在一块基体材料上根据掩膜图形制作2行，每行10条微管道；

2.微管道表面改性处理：将带有微管道的PMMA基体浸泡在质量浓度为10％的NAOH溶液中，浸泡2小时，对PMMA微管道进行改性处理。改性处理后，水洗，烘干；

3.制作储液池：厚度为0.3mm，长度为22mm，宽度为12mm的的PMMA作为上盖片，在上盖片上对应微管道基体上相应位置，钻削直径为0.5mm的孔作为储液池；把上盖片进行表面除油，除尘粒，水洗，烘干；

4.微管道基体和上盖片键合：采用热压键合技术，将微管道基体和上盖片键合在一起。键合温度在93℃～102℃之间，键合压力为(1.0～1.2)Kg/cm²；

5.微液滴注入：采用微注射泵，将定量的硅油液滴注射入微管道中，在微管道两端施加压力差，将微液滴驱动到微管道中部；

6.微液滴固化：将键合后的芯片放入恒温箱中，使得微液滴固化；

7.芯片切割和密封：将芯片切割成20片，每片长度为2.5mm，宽度为2.0mm，包含1个第一微管道的微光学芯片。采用AB胶，将PMMA薄膜材料粘结在微管道两端口，密封微管道。

具体实施例2：

参考图3，本发明提出的一种微光学芯片，芯片尺寸为：长×宽×高＝2.5mm×2.0mm ×2.0mm，包括以下部分：微管道基体1，位于微管道基体1上第一微管道5，位于第一微管道5内的微液滴9，与第一微管道5交叉连接的第二微管道8，上盖片2；微管道基体1采用硼化玻璃制作，厚度1.0mm；第一微管道5和第二微管道8横截面为直径为100μm的圆形，上盖片2为硼化玻璃制作，厚度为1.0mm；第一微管道5的两端通过厚度为0.12mm的PMMA薄膜作为密封片11，内部为折射率系数1.33的去离子水，微液滴9为折射率为1.44的有机硅油；第二微管道8两端密封，内部充满滤光流体介质；滤光流体介质选用质量浓度为1％为次甲基红有机硅乳液。

工作过程描述：

平行光束经过从第一微管道5左端A入射进入微管道，光线穿过第二微管道8内的次甲基红有机硅乳液，成为中心波长在640nm附近的窄带光，这种平行光经过微液滴9的透镜的作用，从右端B出射，成为发散光，发散光的光源在微透镜的前焦点处。

微液滴是折射率系数为1.44的有机硅油，去离子水折射率系数为1.33。圆形微管道直径为100μm，取液滴最大半径为50μm。设计光焦度为负的凹透镜，透镜厚度取W＝2000μm，则透镜焦距f‘＝-f＝-572.723μm。

该微光学芯片的制作方法包括如下步骤：

1.在基体材料上制作微管道：将厚度为1.0mm，尺寸为20mm×20mm的硼化玻璃基体表面除油，除尘粒，酸煮，水洗，烘干，采用MEMS工艺在玻璃基体上制作横截面为半圆形的微管道，微管道数为2行，每行8个，微管道半径为50μm；

将厚度为1.0mm，尺寸为20mm×20mm的硼化玻璃上盖片表面除油，除尘粒，酸煮，水洗，烘干，采用MEMS工艺在玻璃材料上制作横截面为半圆形的微管道，微管道数为2行，每行8个，微管道半径为50μm；

2.微管道表面改性处理：将带有微管道的玻璃基体和上盖片浸泡在质量浓度为20％的NAOH溶液中，浸泡12小时，对微管道表面进行改性处理，改性处理后，水洗，烘干；

3.制作储液池：在上盖片上对应微管道储液池上相应位置，采用超声波钻削直径为1.5mm的孔作为储液池；把上盖片进行表面除油，除尘粒，酸煮，水洗，烘干；

4.微管道基体和上盖片键合：将微管道基体和上盖片预先对准，使得其上的两个半圆形微管道形成一个完整的圆形微管道，采用热压键合技术，将玻璃微管道基体和玻璃上盖片键合在一起；

5.微液滴注入：包括以下子步骤：

5.1采用微注射泵，在微管道中充满去离子水，注意微管道中不能有气泡；

5.2采用微注射泵，将定量的硅油液滴注射入第一微管道中，在第一微管道两端施加压力差，将微液滴驱动到第一微管道中部；

5.3采用微注射泵在第二微管道两端施加压力差，从第二微管道中的一端注入质量浓度为1％为次甲基红有机硅乳液，使其充满第二微管道；

6.芯片切割和密封：芯片切割：将芯片切割成16片，每片为尺寸为长×宽＝2.5mm×2.0mm，包含1个第一微管道和1个第二微管道的微光学芯片；采用AB胶，将PMMA薄膜材料粘结在微管道两端口，密封微管道。

具体实施例3：

参考图4，本发明提出的一种微光学芯片，芯片尺寸为：长×宽×高＝10mm×10mm×1.7mm，包括以下部分：微管道基体1，位于微管道基体1上第一微管道5，位于第一微管道5内的微液滴9，上盖片2，上盖片2上的密封薄膜3；微管道基体1采用PDMS制作，厚度1.0mm，上盖片2为厚度0.5mm的玻璃，第一微管道5的左端有储液池I6，右端通过厚度为0.12mm的PMMA薄膜密封，密封薄膜3为厚度为0.2mm的PMMA薄膜用来密封储液池I6开口，管道内部为折射率系数1.33的去离子水，微液滴9为折射率为1.44的有机硅油。

第一微管道5左端折成夹角为135°的折线并保证微液滴9不处于折线部分，折线部分微管道内部的一侧制作转角凹台；转角凹台的位置保证入射光线经过第一微管道折线部分内壁反射后，与第一微管道中心轴线重合；上盖片2上有密封薄膜3，用以密封储液池I6的开口。

第二微管道8与第一微管道5相连，两者形成交叉性沟道。第二微管道8的两端密封，内部充满滤光谱中心波长为640nm的次甲基红有机硅乳液，其质量浓度为1％。第一微管道5和第二微管道8的尺寸为宽×高＝100μm×100μm。

工作过程描述：

平行光束从微管道侧面的A点垂直入射进入微光学芯片，在第一微管道折线部分的转角凹台处，发生垂直折射，光线进入第一微管道折线部分，在微管道内壁发生反射，反射后的光线与第一微管道中心轴线重合，沿第一微管道平直部分传播，光线穿过次甲基红有机硅乳液，成为中心波长为640nm的窄带光，这种窄带平行光经过微液滴凸透镜，成为会聚光，从第一微管道右端B出射，会聚光的焦点在凸透镜的后焦点处。

选择有机硅油液滴折射率系数为1.44，去离子水折射率系数为1.33，微管道几何尺寸为：宽×高＝100μm×100μm，取液滴最大半径为50μm。设计光焦度为正的凸透镜，其透镜厚度W＝1000μm，贝则透镜焦距f‘＝-f＝1280μm。

参阅图5，第一微管道折线部分的转角凹台尺寸为：折线夹角：135度，转角凹台中心线距离第一微管道转角点的距离为50μm，转角凹台的宽度为30μm，深度等于微管道高度100μm。

该微光学芯片的制作方法包括如下步骤：

1.在PDMS基体材料上制作微管道：主要采用以下子步骤：

1.1制作模具：采用光刻掩膜，腐蚀方法在硅片上制作微管道模具，微管道模具表面应具有较好的表面质量。

1.2浇铸匀胶：将制作PDMS的两种材料按照1∶10的比例混合，充分搅拌均匀后，涂覆在硅模具上。将其放置在匀胶机上，转速3000转/分钟，时间2分钟。

1.3固化：将PDMS和硅模具放置在烘箱机中，温度45度，时间30分钟。

1.4脱模：将PDMS基体从硅模具上脱模下来，并放在紫外光下照射15分钟，进一步固化微管道内壁。

2.微管道表面改性处理：将PDMS微管道基体放置在烘箱机中，温度80度，时间2小时，对微管道表面进行改性处理。

3.微管道基体和上盖片键合：包括以下子步骤：

3.1将玻璃盖片表面除油，酸洗，水洗，并在10％质量比NAOH溶液中浸泡20分钟，水洗烘干。

3.2在玻璃表面涂覆有机硅粘结剂RTV615，将玻璃放置在匀胶机上，转速3000转/分钟，时间2分钟。

3.3将玻璃盖片涂覆有机硅粘结剂的一面和PDMS微管道基体压紧贴合，放在烘箱中，温度45度，时间2小时。

4.制作储液池：在PDMS基体上储液池对应位置钻孔，孔径0.5mm。

5.微液滴注入：包括以下子步骤：

5.1采用微注射泵，在第一和第二微管道中充满去离子水。

5.2采用微注射泵，在第二微管道中充满有机硅油流体介质，注意微管道中不能有气泡。

5.3采用微注射泵给储液池中注入去离子水，给第一微管道两端施加压力差，将两微管道十字交叉处的定量硅油液滴驱动进入第一微管道，使其停留在第一微管道适当的位置。

6.滤光流体介质注入：用微注射泵将第二微管道中的硅油吸出。采用微注射泵在第二微管道两端施加压力差，从第二微管道中的一端注入次甲基红有机硅乳液，使其充满第二微管道。

7.密封薄膜和PDMS基体键合：热压方法将厚度为0.2mm的PMMA薄膜和PDMS基体键和键合。

8.用AB胶将厚度为0.12mm的PMMA薄膜，粘合在第一微管道右端口、第二微管道上下端口，作为密封片。。

具体实施例4：

参考图6，本发明提出的一种微光学芯片，芯片尺寸为：长×宽×高＝10mm×10mm×1.2mm，包括以下部分：微管道基体1，位于微管道基体1上第一微管道5，位于第一微管道5内的微液滴9，第二微管道8，上盖片2；微管道基体1采用PMMA制作，厚度0.5mm，上盖片2为厚度0.5mm的PMMA；第一微管道5的左端有储液池I6，右端有储液池II10；第一微管道5内部为折射率系数1.20、浓度20mM的硼砂溶液，微液滴9为折射率为1.44的有机硅油；第一微管道5两端分别折成夹角为135°和-45°的折线并保证微液滴9不处于折线部分，两端折线部分微管道内部的一侧分别制作转角凹台；转角凹台的位置保证光线经过第一微管道折线部分内壁反射后，与第一微管道中心轴线重合。

第二微管道8与第一微管道5形成双T型沟道；第二微管道8内部充满质量浓度为1％的次甲基蓝有机硅乳液作为滤光流体介质，其滤光谱中心波长在蓝光区；第一微管道5内部的流体介质和第二微管道8内部的流体介质互不相容。第一微管道5和第二微管道8的尺寸为宽×高＝200μm×200μm。

第一微管道5的两端分别有储液池I6和储液池II10；第二微管道8两端分别为储液池III4和储液池IV7；在上盖片2上有密封薄膜3，用以密封储液池III4、储液池I6和储液池IV7和储液池II10的开口，密封薄膜是厚度为0.2mm的PMMA。

参阅图8，第一微管道折线部分的转角凹台尺寸为：折线夹角：135度，转角凹台中心线距离第一微管道转角点的距离为100μm，转角凹台的宽度为100μm，深度等于微管道高度200μm。

工作过程描述：

平行光束从微管道侧面的A点垂直入射进入微光学芯片，在第一微管道折线部分的转角凹台处发生垂直折射，光线在第一微管道内壁发生反射，反射后的光线轴线与第一微管道平直部分轴线重合，光线穿过次甲基蓝有机硅溶液，成为中心波长在蓝光区的窄带光，这种窄带平行光经过微液滴凸透镜，成为会聚光。在第一微管道右端折线部分微管道内壁发生反射，并在转角凹台处发生第二次垂直折射，折射后的光线沿原来的方向传播，从微光学芯片B点射出。

微管道横截面几何尺寸为：宽×高＝200μm×200μm，取液滴最大半径为100μm。设计光焦度为正的凸透镜，其透镜厚度取W＝1000μm，则透镜焦距f‘＝-f＝1500μm。

该微光学芯片的制作工艺如下：

1.在基体材料上制作微管道：将厚度为0.5mmPMMA微管道基体表面除油，除尘粒，水洗，烘干；采用准LIGA工艺在基体上制作横截面为矩形的微管道，包括光刻掩膜，电铸模具，压模成型工艺过程；

2.微管道表面改性处理：将带有微管道的PMMA基体浸泡在质量浓度为10％的NAOH溶液中，浸泡2小时，对PMMA微管道进行改性处理，改性处理后，水洗，烘干；

3.制作储液池：厚度为0.5mm的PMMA作为上盖片，在上盖片上对应微管道基体上相应位置，钻削直径为1.5mm的孔作为储液池；把上盖片进行表面除油，除尘粒，水洗，烘干；

4.采用热压键合技术，将微管道基体和上盖片键合在一起，键合温度在93℃～102℃之间，键合压力为(1.0～1.2)Kg/cm²；

5.微液滴注入：包括以下子步骤：

5.1采用微注射泵，在四个储液池及第一微管道和第二微管道中充满20mM硼砂溶液，注意微管道中不能有气泡；

5.2将储液池III4的硼砂溶液用微注射泵吸出，用微注射泵在其中充满有机硅油；

5.3将储液池IV7中的硼砂溶液用微注射泵吸出，用微注射泵在其中充满次甲基蓝有机硅乳液；

5.4采用电渗驱动方式，首先使有机硅油从储液池III4通过第二微管道及双T进样部位向储液池IV7流动，待微管道中的有机硅油达到稳定流动状态后，切换电极极性，使得双T进样部位的有机硅油液滴进入第一微管道内的右半段；

5.5待有机硅油液滴运动到需要位置后，再次切换电极，使得第一微管道中的流体停止运动，而第二微管道中的流体从储液池IV7向储液池III4回流，这种流动持续足够的时间，使得第二微管道中完全充满储液池IV7中的次甲基蓝有机硅乳液为止；

6.滤光流体介质注入：用微注射泵将储液池III4中的废液完全吸出，再重新充满次甲基蓝有机硅乳液；

7.密封薄膜和上盖片键合：采用热压方法，将厚度为0.2mm的PMMA密封薄膜和上盖片键合。

Claims (10)

1.一种基于光流体的微光学芯片，包括：微管道基体(1)，位于微管道基体(1)上第一微管道(5)，位于第一微管道(5)内的微液滴(9)，上盖片(2)；第一微管道(5)的两端用密封片(11)密封，内部充满流体介质；微液滴(9)和第一微管道(5)内部的流体介质具有不同的折射率且互不相容。

2.一种如权利要求1所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：还有一个第二微管道(8)与所述的第一微管道(5)交叉连接，第二微管道(8)的两端密封，内部充满流体介质，第一微管道(5)内部的流体介质和第二微管道(8)内部的流体介质互不相容。

3.一种如权利要求2所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：所述的第二微管道(8)与所述的第一微管道(5)之间的交叉连接为十字型或双T型。

4.一种如权利要求1或2所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：所述的第一微管道(5)的两端可以形成任意角度的折线形式，并保证微液滴(9)不处于折线部分。

5.一种如权利要求1或2所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：所述的第一微管道(5)折线段的管壁的一面可以制作转角凹台，转角凹台的中心线与第一微管道(5)中心轴线在管壁的另一面上相交。

6.一种如权利要求2所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：所述的第一微管道(5)和第二微管道(8)横截面可以为圆形或矩形。

7.一种如权利要求2所述的基于光流体的微光学芯片，其特征在于：所述的第一微管道(5)的两端可以有储液池I(6)和储液池II(10)，所述的第二微管道(8)两端可以有储液池III(4)和储液池IV(7)，在所述的上盖片2上有用以密封储液池III(4)、储液池I(6)、储液池IV(7)、储液池II(10)开口的密封薄膜(3)。

8.一种如权利要求1所述的基于光流体的微光学芯片的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：在基体材料上制作微管道；

步骤二：微管道表面浸润性改性处理；

步骤三：在上盖片或者微管道基体上相应位置，钻削直径为0.5～2mm的孔作为储液池；

步骤四：键合微管道基体和上盖片；

步骤五：注入微液滴：采用微流体驱动技术，将流体介质和微液滴流体介质分别驱动到第一微管道中相应的位置；

9.一种如权利要求9所述的基于光流体的微光学芯片的制作方法，其特征在于，所述的步骤五之后还可以根据需要增加一个步骤：将芯片放入恒温箱中，使微液滴固化。

10.一种如权利要求9所述的基于光流体的微光学芯片的制作方法，其特征在于，所述的步骤五之后还可以根据需要增加一个步骤：切割芯片，并密封微管道两端。

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