基于聚焦超聲輻射力場的兩相界面變形特性研究.pdf

1、焦距可調(diào)式微透鏡作為微光學器件的重要組成部分，具有體積小、無機械運動、焦距動態(tài)可調(diào)等優(yōu)點，在成像、自適應光學等方面具有廣闊的應用前景。目前，應用較為廣泛的焦距可調(diào)式微透鏡制備方法主要包括：壓力驅動式、熱效應式和電潤濕式等。這些方法雖然在一定程度實現(xiàn)了焦距可調(diào)微透鏡的制備，但制備系統(tǒng)復雜、可控性相對較差，限制了上述制備方法的快速發(fā)展。
　　基于此，本文研究了一種基于聚焦超聲輻射力場的兩相界面變形方法，以期應用于焦距可調(diào)式微透鏡的制備

2、。該方法的原理是聚焦超聲換能器產(chǎn)生的聚焦聲場作用于兩相界面，使兩相界面在聚焦超聲輻射力、重力、界面張力等共同作用下發(fā)生可控的界面變形。本文重點研究聚焦超聲輻射力場下兩相界面的變形特性，主要研究工作包括：
　　1）根據(jù)聲場基礎理論和凹球面型聚焦超聲換能器的聲場理論，分析了聲透鏡式聚焦超聲換能器聲場聲壓的理論計算，并對聚焦聲場聲壓分布特性進行了仿真分析。
　　2）結合兩相界面理論分析了聚焦超聲輻射力場下兩相界面的變形機理，仿真研

3、究了兩相界面處的聚焦超聲輻射力分布以及聚焦超聲輻射力場下兩相界面的變形形態(tài)。
　　3）實驗研究了聚焦超聲輻射力場下兩相界面的變形情況。實驗研究表明，通過調(diào)節(jié)聚焦超聲輻射力場可以實現(xiàn)對兩相界面變形形態(tài)、變形高度及變形區(qū)域徑向寬度的動態(tài)控制。
　　4）實驗研究了兩相界面在聚焦超聲輻射力場下的大變形情況：兩相界面在聚焦超聲輻射力場下形成類似于“通道”的液柱。適當調(diào)節(jié)聚焦聲場可實現(xiàn)液柱的斷裂并致使部分液柱與母液相互分離，與母液分離的