基于電潤濕技術(shù)的微流控雙變焦液體透鏡的設計與性能分析.pdf

1、變焦光學透鏡是照相機、攝像機和望遠鏡等許多光學器件中的關(guān)鍵元件，傳統(tǒng)變焦光學系統(tǒng)一般由兩片或更多的固定透鏡組合而成，通常是利用電機和齒輪等機械裝置來調(diào)節(jié)透鏡間的相對位置來實現(xiàn)變焦。但由于存在機械部件，此類鏡頭變焦速度慢、價格昂貴，堅固性差。隨著科技的不斷發(fā)展及人們對物質(zhì)生活水平的不斷提高，對變焦透鏡系統(tǒng)又提出了新的要求——微型化集成化。為了實現(xiàn)微型化集成化及不配備機械部件的情況下自動對焦和變焦功能，本文在深入研究電潤濕技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制

2、基于介電潤濕技術(shù)的兩相/三相液體變焦透鏡，并對其變焦性能進行測試與分析。開展的研究工作有：
　　1、介紹可變焦透鏡的微型化發(fā)展趨勢及電潤濕技術(shù)的研究現(xiàn)狀、研究背景，闡明研究目的、意義及基本思路；介紹有關(guān)界面張力及電潤濕技術(shù)的物理和化學理論基礎(chǔ)，分析目前介電潤濕技術(shù)存在的問題；最后羅列基于電潤濕技術(shù)的應用。
　　2、設計制作“雙相”液體的電潤濕技術(shù)的液體光學透鏡，給出器件制作工藝和相關(guān)參數(shù)，并對其進行測試。采用CCD圖像測量系

3、統(tǒng)測量不同電壓下該液體透鏡的焦距，并分析相應的液體界面面形隨電壓的變化。在雙液體單透鏡的研究工作基礎(chǔ)上，設計三液體雙變焦透鏡系統(tǒng)。推導雙/三液體光學單/雙變焦透鏡的焦距與電壓的關(guān)系，通過 MATLAB繪制透鏡系統(tǒng)焦距隨電壓的變化曲線。將實驗測量值與基于高斯光學理論推導出的焦距隨電壓變化公式進行分析比較。
　　3、采用 COMSOL軟件建立基于電潤濕技術(shù)的雙/三液體光學單/雙變焦透鏡系統(tǒng)的理論模型，分析界面面形和流體運動速度場隨電壓