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研究生:陳宸効
研究生(外文):Cheng-Hasio Chen
論文名稱:介電泳型生物晶片檢測儀光學模擬與性能分析
論文名稱(外文):Optics Simulation and Performance Analysis on Dielectrophoretic Biochip Instrument
指導教授:謝清祿謝清祿引用關係
指導教授(外文):Ching-Lu Hsieh
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:生物機電工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:介電泳晶片光學模擬性能分析
外文關鍵詞:Dielectrophoretic biochipOptics simulationperformance Analysis
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介電泳型晶片具有操作生物細胞、細菌功能,為一種深具前瞻性的快速檢測乳品中菌種與菌含量的新方法,本論文旨在配合介電泳型晶片,開發一套可供現場快速檢測的平台,研究中利用顯微鏡的放大功能為觀察生物晶片用,配合步進馬達定位系統,可準確定位的特點,開發設計檢測儀及檢測台。針對顯微鏡的性能分析,如物鏡放大率選用,顯微鏡物鏡工作距離,顯微鏡物鏡解析度,運用ZEMAX光學模擬軟體模擬顯微鏡物鏡數值孔徑與光強度的關係,使用TracePro光學軟體模擬放置介電泳晶片情況下,對光強度的影響,及光線軌跡,另外對於步進馬達定位系統性能分析,如解析度,移動時最高速度,定位精準度,移動至同一位置的重現性
Dielectrophoretic biochip can manipulate biological cell and bacteria. Be used in dairy products rapid detection of bacteria. This thesis is intended to match dielectrophoretic biochip , developing a platform for rapid detection apply in ranch. On research use a microscope for the observation biochip and positioning system(stepper motor). Instrument the development of design and test. Microscope test: objective lens selected , objective lens work distance , objective lens resolution. Employ Zemax simulation of optical software. Simulation number aperture of objective and relationship between light intensity. Employ TracePro simulation of optical software, simulation sample is dielectrophoretic biochip, the impact of light intensity and the ray-tracing. Stepper motor positioning system for performance analysis: resolution , max speed , positioning accuracy , and location reproducibility.
目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 V
圖目錄 V
第1章、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 1
第2章、文獻探討 2
2.1 乳房炎檢測技術與現況 2
2.2 介電泳晶片技術與應用 3
2.3 光學模擬分析 5
2.4 檢測台性能分析 5
第3章、檢測儀規劃製作與原理 6
3.1 檢測儀整體需求 6
3.2 檢測儀單元製作 7
3.3 檢測儀整體製作 7
3.4 介電泳力簡介 7
3.5 顯微鏡應用原理 10
3.6 光的繞射 11
3.7 影像處理 11
3.8 CCD攝影機 11
3.9 數位影像擷取原理: 12
3.10 光學玻璃 12
3.11 鏡頭成像 13
3.12 物鏡外觀 13
3.13 物鏡解析度計算 14
3.14 電動平台驅動原理 16
第4章、設備與方法 17
4.1 系統單元 17
4.2 光學模擬參考的設定 18
4.2.1 光源 19
4.2.2 聚光鏡 19
4.2.3 樣本 19
4.2.4 顯微物鏡 20
4.3 檢測台評估指標 20
4.3.1 光學模擬物鏡數值孔徑對光強度的差異 20
4.3.2 TracePro光學軟體模擬元件配置 23
4.3.3 物鏡解析力 23
4.3.4 物鏡放大倍率選用 24
4.3.5 物鏡工作距離 24
4.3.6 檢測台移動最小距離 25
4.3.7 移動最高速度 27
4.3.8 定位精確度 27
4.3.9 移動到相同位置之重現性 27
4.3.10 介電泳晶片定位點測試 29
第5章、結果與討論 29
5.1 物鏡數值孔徑對光強度的差異 29
5.2 物鏡解析力 31
5.3 物鏡放大倍率選用 31
5.4 物鏡工作距離 32
5.5 光學模擬 32
5.5.1 介電泳型晶片材質與折射率的關係 36
5.5.2 10倍、N.A=0.25模擬結構結果 36
5.5.3 25倍、N.A=0.40模擬結構結果 39
5.5.4 40倍、N.A=0.60模擬結構結果 41
5.6 檢測台移動最小距離 45
5.7 移動最高速度 46
5.8 定位精確度 46
5.9 移動到相同位置之重現性 47
5.10 介電泳晶片定位點測試 48
第6章、結論與建議 48
6.1 結論 49
6.2 建議 49
參考文獻 50
作者簡介 52


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