高速變焦液體仿生透鏡的成形機(jī)理研究.pdf

1、液體透鏡是光學(xué)成像領(lǐng)域內(nèi)新興的一個(gè)研發(fā)熱點(diǎn)。為了滿足人們對(duì)液體透鏡的高變焦速率和大變焦范圍性能的追求，本文針對(duì)一種特別適合快速變焦的液體透鏡-雙液滴液體透鏡進(jìn)行研究。雙液滴液體透鏡只需高頻聲波激勵(lì)，就能驅(qū)使液滴上下往返運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生變焦。當(dāng)激勵(lì)頻率與雙液滴液體透鏡的固有頻率一致時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振，從而獲得大的變焦范圍。所以雙液滴液體透鏡產(chǎn)生共振時(shí)，其固有頻率越大時(shí)變焦速率越高、變焦范圍越大。
　　首先對(duì)雙液滴液體透鏡進(jìn)行機(jī)理分析，對(duì)

2、雙液滴液體透鏡列動(dòng)力學(xué)方程，從而推導(dǎo)出雙液滴液體透鏡的固有頻率，分析雙液滴液體透鏡的邊界條件對(duì)其固有頻率的影響，預(yù)測(cè)一個(gè)周期內(nèi)雙液滴液體透鏡質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)情況和焦距的變化。然后利用 ANSYS有限元軟件對(duì)雙液滴液體透鏡進(jìn)行模態(tài)分析，求解其固有頻率，通過(guò)幾種工況來(lái)對(duì)比邊界條件對(duì)雙液滴液體透鏡固有頻率的影響規(guī)律，其結(jié)果與機(jī)理分析的影響規(guī)律一致。最后制作一個(gè)雙液滴液體透鏡樣機(jī)，進(jìn)行初步試驗(yàn)，利用正交試驗(yàn)方法對(duì)影響雙液滴液體透鏡變焦速率和變焦范圍的