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  • 液态透镜技术

    作者:佚名 来源:网络文档 时间:2023-11-13 22:08 阅读:1793 [投稿]
    与传统透镜有所不同,液态透镜是一种使用一种或多种液体制成的无机械连接的光学元件,可以通过外部控制改变光学元件的光学参数(焦距、曲率半径等),有着传统光学透镜无法比拟的性能。

    传统光学透镜由光学材料制造,无论使用哪种光学材料(光学玻璃、光学晶体或者光学塑料)制作的透镜都是固体,不能改变大小和曲率。使用这类透镜的光学系统,只能通过在光轴上前后移动某个透镜来改变整个光学系统的对焦点。与传统透镜有所不同,液态透镜是一种使用一种或多种液体制成的无机械连接的光学元件,可以通过外部控制改变光学元件的光学参数(焦距、曲率半径等),有着传统光学透镜无法比拟的性能。简单来说就是透镜的介质变为液体,更准确地来说就是一种通过改变其表面曲率来动态调整透镜焦距的新型光学元件。这种内部参数变化采用电控方式,能够实现毫秒级的变化与自动化编程。

    一、液态透镜技术路线

    1.双液电润湿法透镜


    双液体透镜由两种液体组成,由于两种液体存在折射率差,因此交界面就可以发生折射,如果我们可以用外部控制信号改变分界面的曲率,那么这个液态透镜就实现了光学参数的改变。电润湿效应最早在1876年由加布里尔·李普曼(Gabriel Lippmann)发现,电润湿效应施加于两种非混合流体,一种导电的溶液和一种不导电的油,且两者具有不同的折射率,以及相同的密度。由于流体不混合,它们形成像透镜一样光滑且弯曲的分界面。我们通过向导电溶液施加电压而改变两种液体表面相互作用的方式,从而改变分界面的曲率半径。

    2.液体填充式透镜


    液体填充式透镜结构类似于人眼的晶状体结构。具有高折射率的光学液体被密封在由柔性聚合物制成的弹性薄膜中,利用电磁驱动压紧或松弛分布于侧边的环形膜层区,由于密封液体积不变,压紧时液体从侧边挤压到中心通光孔中,液体的曲率半径变小,焦距变小。反之松弛侧边环形区域膜层时,通光孔中的光学液体扩散开,液体的曲率半径变大,焦距变大。

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