基于介電潤濕效應(yīng)的疊加式液體透鏡波前校正

如圖3所示是利用COMSOL軟件對(duì)不同工作電壓下疊加式液體透鏡腔體內(nèi)雙液體界面面型變化的仿真模擬結(jié)果圖。圖3(a)、圖3(b)分別顯示了液體透鏡處于初始狀態(tài)（即三層子單元腔體側(cè)壁均未施加電壓）和液體透鏡對(duì)波前畸變不具有校正能力（即三層子單元的雙液體界面均呈平面）時(shí)所加電壓值和液體界面面型圖。在圖3(b)基礎(chǔ)上通過對(duì)底層子單元施加工作電壓的調(diào)控，圖3(c)中的底層子單元腔體內(nèi)的雙液體界面與水平方向形成一定夾角，說明液體透鏡可實(shí)現(xiàn)對(duì)傾斜誤差的校正。在此基礎(chǔ)上，圖3(d)中所示液體透鏡可實(shí)現(xiàn)對(duì)傾斜誤差及負(fù)曲率誤差的校正（即中間層腔體內(nèi)雙液體界面由平面變成球面）；進(jìn)一步，圖3(e)所示透鏡系統(tǒng)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)傾斜誤差、負(fù)曲率誤差和相位滯后的校正（即在圖3(d)基礎(chǔ)上頂層腔體內(nèi)雙液體界面變?yōu)榘济妫��?/p>

2.波前校正性能分析

根據(jù)圖3分層式液體透鏡腔體內(nèi)液體界面隨工作電壓的變化關(guān)系，將不同工作電壓下的雙液體界面曲率導(dǎo)入ZEMAX軟件中，進(jìn)行波前校正性能分析。在ZEMAX軟件內(nèi)建立疊加式液體透鏡系統(tǒng)，并在系統(tǒng)末端放置一個(gè)固體透鏡，用于光束會(huì)聚。 

圖4. 系統(tǒng)光路圖。(a) 理想狀態(tài)；(b) 攜帶三種誤差；(c) 三種誤差校正后

圖4為ZEMAX仿真光路圖。為避免液體透鏡系統(tǒng)自身產(chǎn)生像差，對(duì)三層子單元施加圖3(b)對(duì)應(yīng)電壓，使三層子單元腔體內(nèi)的雙液體界面均保持平界面，平行光入射后水平出射，由固體透鏡會(huì)聚于系統(tǒng)后方一點(diǎn)，如圖4(a)所示，此時(shí)波前為理想波前。保持電壓不變，分別引入活塞誤差、曲率誤差和傾斜誤差，理想波前發(fā)生畸變，光束焦距改變并偏離光軸，如圖4(b)所示。改變?nèi)龑幼訂卧�上的工作電壓，�?duì)上述三種像差進(jìn)行校正，最終使畸變波前再次恢復(fù)到近似理想狀態(tài)，如圖4(c)所示。 

圖5. 位相分布圖