WO2004065941B1 - Anordnung und verfahren zum beugen von lichtwellen an einer beugungsstruktur - Google Patents

Anordnung und verfahren zum beugen von lichtwellen an einer beugungsstruktur

Info

Publication number
WO2004065941B1
WO2004065941B1 PCT/DE2004/000090 DE2004000090W WO2004065941B1 WO 2004065941 B1 WO2004065941 B1 WO 2004065941B1 DE 2004000090 W DE2004000090 W DE 2004000090W WO 2004065941 B1 WO2004065941 B1 WO 2004065941B1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
diffraction
electrode
fluid volume
electric field
light waves
Prior art date
Application number
PCT/DE2004/000090
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2004065941A1 (de
Inventor
Thomas Schnelle
Rolf Hagedorn
Torsten Mueller
Original Assignee
Univ Berlin Humboldt
Thomas Schnelle
Rolf Hagedorn
Torsten Mueller
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Berlin Humboldt, Thomas Schnelle, Rolf Hagedorn, Torsten Mueller filed Critical Univ Berlin Humboldt
Publication of WO2004065941A1 publication Critical patent/WO2004065941A1/de
Publication of WO2004065941B1 publication Critical patent/WO2004065941B1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/292—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering
    • G01N15/075—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
    • G01N2015/0216—Investigating a scatter or diffraction pattern from fluctuations of diffraction pattern
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N2015/0687—Investigating concentration of particle suspensions in solutions, e.g. non volatile residue

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zum Beugen von Licht­wellen (4) an einer Beugungsstruktur (1) mit mindestens einer Beugungselektrode (3) und zum Ausbilden eines elektrischen Felds beim Anlegen einer elektrischen Betriebsgröße an die mindestens eine Beugungselektrode (3) und einem Fluidvolumen (5), das benachbart zu der mindestens einen Beugungselektrode (3) in einem Einfallsbereich von einfallenden Licht­wellen (4) angeordnet ist, daß das elektrische Feld zumindest teilweise in das Fluidvolumen (5) hinein wirken kann. Das Fluidvolumen (5) umfaßt Partikel, die als Reaktion auf das Aus­bilden des elektrischen Felds mit Hilfe der mindestens eine Beugungselektrode (3) in dem Fluidvolumen (5) verlagerbar sind, so daß die Beugungseigenschaften der Beugungsstruktur (1) für die einfallenden Lichtwellen (4) verändert werden können.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE und ERKLÄRUNG[beim Internationalen Büro am 30. August 2004 (30.08.04) eingegangen ursprüngliche Ansprüche 1-27 durch geänderte Ansprüche 1-31 ersetzt]Neue Ansprüche
1. Anordnung zum Beugen von Lichtwellen an einer Beugungsstruktur mit mindestens einer Beugungselektrode zum Ausbilden eines elektrischen Feldes beim Anlegen einer elektrischen Betriebsgröße an die mindestens eine Beugungselektrode und einem Fluidvolumen, das benachbart zu der mindestens einen Beugungselektrode in einem Einfallsbereich von einfallenden Lichtwellen angeordnet ist, so daß das elektrische Feld zumindest teilweise in das Fluidvolumen hinein wirken kann, wobei das Fluidvolumen Partikel umfaßt, die als Reaktion auf das Ausbilden des elektrischen Feldes mit Hilfe der mindestens einen Beugungselektrode in dem Fluidvolumen verlagert werden, so daß in dem Fluidvolumen ein von dem elektrischen Feld abhängiger Konzentrationsgradient der Partikel gebildet ist, dadurch g ekennz eichnet, daß mittels des Konzentrationsgradienten in dem Fluidvolumen eine zusätzliche Beugungsstruktur (68) separiert von der mindestens einen Beugungselektrode gebildet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß der Konzentrationsgradient mittels Dielektrophorese gebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennz ei chnet, daß mehrere Beugungselektroden vorgesehen sind, bei denen sich Abstände zwischen benachbarten Beugungselektroden unterscheiden, so daß eine asymmetrische Beugungsstruktur gebildet ist.
4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß die mindestens eine Beugungselektrode aus einem lichtdurchlässigen Material ist.
5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß das Fluidvolumen ein strömendes Volumen ist.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel in dem Fluidvolumen Biomoleküle sind.
7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennz ei chnet durch eine Detektionseinrichtung (7) zum Erfassen gebeugter Lichtwellen, die an der Beugungsstruktur gebeugt wurden.
8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß eine Ausdehnung der mindestens einen Beugungselektrode in einer Richtung, die im wesentlichen quer zu einer Einfallsrichtung der einfallenden Lichtwellen auf die Beugungsstruktur verläuft, klein im Vergleich zur Wellenlänge der einfallenden Lichtwellen ist, so daß eine Beugung an der Beugungsstruktur im wesentlichen erst als Reaktion auf den Konzentrationsgradienten der Partikel nach dem Ausbilden des elektrischen Feldes auftritt.
9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Beugungsstruktur eine in Reflexion betreibbare Beugungsstruktur ist.
10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß die Beugungsstruktur eine in Transmission betreibbare Beugungsstruktur ist.
11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennz ei chnet durch eine kammförmige Beugungselektrode (80).
12. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß auf einer Oberfläche der mindestens einen Beugungselektrode eine Schicht aus einem lichtemittierenden Material aufgebracht ist.
13. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet , daß die mehreren Beugungselektroden (90) matrixartig angeordnet sind.
14. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß der mindestens einen Beugungselektrode gegenüberliegend zumindest eine weitere Beugungselektrode (9) vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Beugungselektrode und die zumindest eine weitere Beugungselektrode hinsichtlich der einfallenden Lichtwellen auf Lücke versetzt sind, so daß ein zumindest teilweiser Durchgang der einfallenden Lichtwellen durch die Beugungsstruktur mit Hilfe einer Änderung der Beugungseigenschaften der Beugungsstruktur schaltbar ist.
18
15. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß die Beugungsstruktur in einem Lichtweg eines optischen Geräts zum Regeln einer Ausbreitung der einfallenden Lichtwellen entlang des Lichtwegs angeordnet sind.
16. Verfahren zum Regeln einer Ausbreitung von Lichtwellen mit Hilfe des Beugens einfallender Lichtwellen an einer Beugungsstruktur mit mindestens einer Beugungselektrode und einem Fluidvolumen, das banachbart zu der mindestens einen Beugungselektrode in einem Einfallsbereich der einfallenden Lichtwellen angeordnet ist, bei dem:
- die einfallenden Lichtwellen auf die Beugungsstruktur einfallen;
- die zumindest eine Beugungselektrode zum Ausbilden eines elektrischen Feldes mit einer elektrischen Betriebsgröße beaufschlagt wird, so daß das elektrische Feld zumindest teilweise in das Fluidvolumen hinein wirkt;
- in dem Fluidvolumen Partikel als Reaktion auf das Ausbilden des elektrischen Felds verlagert werden, um in dem Fluidvolumen einen von dem elektrischen Feld abhängigen Konzentrationsgradienten der Partikel zu bilden, so daß Beugungseigenschaften der Gesamtbeugungsstruktur verändert werden, wobei beim Bilden des Konzentrationsgradienten der Partikel separiert von der zumindest einen Beugungselektrode eine zusätzliche Beugungsstruktur (68) gebildet wird; und
- die einfallenden Lichtwellen an der Beugungsstruktur gemäß den veränderten Beugungseigenschaften gebeugt werden, so daß gebeugte Lichtwellen gebildet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrationsgradient mittels Dielektrophorese gebildet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch g ekennz ei chnet, daß das Fluidvolumen von einem strömenden Volumen gebildet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch g ekennz ei chnet, daß mit Hilfe des Ausbildens des elektrischen Feldes eine asymmetrische Verteilung der Partikel in dem Fluidvolumen geschaffen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennz eichnet, daß zum Bilden des Konzentrationsgradienten der Partikel mit Hilfe des elektrischen Feldes eine Temperaturerhöhung in dem Fluidvolumen induziert wird.
19
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch g ekennz ei chnet, daß zum Bilden des Konzentrationsgradienten der Partikel mit Hilfe des elektrischen Feldes ein Phasenübergang in dem Fluidvolumen induziert wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch g ekennz ei chnet, daß zum Bilden des Konzentrationsgradienten der Partikel mit Hilfe des elektrischen Feldes der Partikel eine elektrochemische Umsetzung in dem Fluidvolumen induziert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gek ennz ei chnet, daß eine Ausdehnung , der mindestens einen Beugungselektrode in einer Richtung, die im wesentlichen quer zur Einfallsrichtung der einfallenden Lichtwellen verläuft, klein im Vergleich zur Wellenlänge der einfallenden Lichtwellen ist, so daß die einfallenden Lichtwellen im wesentlichen erst als Reaktion auf den Konzentrationsgradienten der Partikel nach dem Ausbilden des elektrischen Feldes an der Beugungsstruktur gebeugt werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch g ekennz eichnet, daß die einfallenden Lichtwellen an der Beugungsstruktur reflektiert werden.
25. Verfaliren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennz eichnet, daß die einfallenden Lichtwellen durch die Beugungsstruktur transmittieren.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch g ekennz eichnet, daß der mindestens einen Beugungselektrode gegenüberliegend zumindest eine weitere Beugungselektrode (9) angeordnet wird, wobei die mindestens eine Beugungselektrode und die zumindest eine weitere Beugungselektrode (9) hinsichtlich der einfallenden Lichtwellen auf Lücke versetzt werden, so daß ein zumindest teilweiser Durchgang der einfallenden Lichtwellen durch die Beugimgsstruktur mit Hilfe einer Änderung der Beugungseigenschaften der Beugungsstruktur geschalten wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennz ei chnet, daß die Beugungsstruktur in einem Lichtweg eines optischen Geräts angeordnet sind, so daß eine Ausbreitung der einfallenden Lichtwellen entlang des Lichtwegs geregelt wird.
20
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennz ei chnet, daß die gebeugten Lichtwellen detektiert werden, um Eigenschaften des Fluidvolumens und/oder der Partikel in dem Fluidvolumen zu analysieren.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennz ei chnet, daß von einem lichtemittierenden Material auf einer Oberfläche der mindestens einen Beugungselektrode Licht emittiert wird.
30. Verfahren zum Herstellen einer Beugungsstruktur für einfallende Lichtwellen, wobei die Beugungsstruktur mindestens eine Beugungselektrode und ein Fluidvolumen umfaßt, das benachbart zu der mindestens einen Beugungselektrode in einem Einfallsbe- reich der einfallenden Lichtwellen angeordnet ist, wobei bei dem Verfahren die zumindest eine Beugungselektrode zum Ausbilden eines elektrischen Feldes mit einer elektrischen Betriebsgröße beaufschlagt wird, so daß das elektrische Feld zumindest teilweise in das Fluidvolumen hinein wirkt, und in dem Fluidvolumen Partikel als Reaktion auf das Ausbilden des elektrischen Felds verlagert werden, um in dem Fluidvolumen einen von dem elektrischen Feld abhängigen Konzentrationsgradienten der Partikel zu bilden, wobei beim Bilden des Konzentrationsgradienten der Partikel separiert von der zumindest einen Beugungselektrode eine zusätzliche Beugungsstruktur (68) gebildet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennz eichnet, daß der Konzentrationsgradient mittels Dielektrophorese gebildet wird
21
PCT/DE2004/000090 2003-01-23 2004-01-22 Anordnung und verfahren zum beugen von lichtwellen an einer beugungsstruktur WO2004065941A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10302605.3 2003-01-23
DE10302605A DE10302605B4 (de) 2003-01-23 2003-01-23 Anordnung und Verfahren zum Beugen von Lichtwellen an einer Beugungsstruktur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2004065941A1 WO2004065941A1 (de) 2004-08-05
WO2004065941B1 true WO2004065941B1 (de) 2004-10-21

Family

ID=32694937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2004/000090 WO2004065941A1 (de) 2003-01-23 2004-01-22 Anordnung und verfahren zum beugen von lichtwellen an einer beugungsstruktur

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10302605B4 (de)
WO (1) WO2004065941A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007099615A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Shimadzu Corporation 光学的測定の解析方法
US20100134872A1 (en) 2006-11-21 2010-06-03 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Switchable grating based on electrophoretic particle system
JP5092542B2 (ja) * 2007-05-29 2012-12-05 ソニー株式会社 可変回折格子、回折角可変素子、撮像装置、及び、表示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4660938A (en) * 1985-03-11 1987-04-28 Xerox Corporation Optical display device
US5122888A (en) * 1987-07-10 1992-06-16 Canon Kabushiki Kaisha Focusing plate having phase grating formed by using liquid crystal
JPH07261203A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Fujitsu Ltd 光偏向器と光走査装置と情報読み取り装置
DE19613645A1 (de) * 1996-04-04 1997-10-09 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Optische Bauteile mit Gradientenstruktur und Verfahren zu deren Herstellung
US7075502B1 (en) * 1998-04-10 2006-07-11 E Ink Corporation Full color reflective display with multichromatic sub-pixels
DE19932487A1 (de) * 1999-07-09 2001-02-08 Epigenomics Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur photolithographischen Belichtung von biologischen Stoffen
JP2004522180A (ja) * 2000-12-08 2004-07-22 イー−インク コーポレイション ナノパーティクルを用いる電気泳動ディスプレイ

Also Published As

Publication number Publication date
DE10302605A1 (de) 2004-08-12
DE10302605B4 (de) 2006-05-24
WO2004065941A1 (de) 2004-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1286774B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur manipulation kleiner materiemengen
EP0918984B1 (de) Optische detektionsvorrichtung
Huang et al. Room temperature cation exchange reaction in nanocrystals for ultrasensitive speciation analysis of silver ions and silver nanoparticles
DE602005002054T2 (de) Verfahren zum Nachweis von Testkörpern
DE60034789T2 (de) Apparat für wanderfeld-dielektrophoresis und verfahren
DE10063151A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Analyse der qualitativen und/oder quantitativen Zusammensetzung von Fluiden
DE19907164A1 (de) Meßeinrichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2004065941B1 (de) Anordnung und verfahren zum beugen von lichtwellen an einer beugungsstruktur
DE10245435A1 (de) Vorrichtung zur Detektion mindestens eines in einer zu untersuchenden Probe enthaltenen Liganden
EP1188042B1 (de) Verfahren und sonde zur identifizierung eines polymers
DE10206464A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Sensor- oder Aktuatoranordnung sowie Sensor- oder Aktuatoranordnung
DE102004013388A1 (de) Anordnung zur Fluoreszensverstärkung
DE102005061629A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Transport und zur Bildung von Kompartimenten
DE102009025073A1 (de) Optischer Sensor
DE102004015906B4 (de) Mikrofluidische Vorrichtung für die optische Analyse
EP2529265A1 (de) Objektträger mit photonischem kristall zur kontrasterhöhung in der mikroskopie
AT390330B (de) Sensorelement zur bestimmung von stoffkonzentrationen
DE19650116C1 (de) Mikromechanisch gefertigte Flußrestriktionsvorrichtung
DE102004013850B4 (de) Filterchip mit integrierter Blende
DE102013217959A1 (de) Mikrofluidikanalyse-Bauelement und Herstellungsverfahren
EP0116826A1 (de) Anordnung zur Messung von Potentialdifferenzen
DE69938188T2 (de) Elektrodendesign für die elektrische Feldflussfraktionierung
DE10312670A1 (de) Substrat zur kontrollierten Benetzung vorbestimmter Benetzungsstellen mit kleinen Flüssigkeitsvolumina, Substratabdeckung und Flusskammer
DE202023101712U9 (de) Metaoberfläche mit Beschichtung und einheitlichem Säulenabstand
DE102012216978A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Detektionselements für eine Vorrichtung zur Detektion von Substanzen mittels Spektroskopie, insbesondere Raman-Spektroskopie, ein solches Detektionselement und eine solche Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

B Later publication of amended claims

Effective date: 20040830

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: FESTSTELLUNG EINES RECHTSVERLUST NACH REGEL 69(1) EPUE VOM 04-11-2005 (EPA FORM 1205A)

122 Ep: pct application non-entry in european phase