基于介電潤(rùn)濕效應(yīng)的疊加式液體透鏡波前校正

圖5為畸變波前校正前后的位相分布圖。圖5(a)為理想波前，其峰谷值(Peak-to-Valley, PV)為0.0015λ，均方根值(Root Mean Square, RMS)為0.0004λ。引入三種像差后，波前發(fā)生畸變，PV值變?yōu)?9.7853λ，RMS值增大到5.6638λ，如圖5(b)所示。將該畸變波前通過(guò)疊加式液體透鏡，依次對(duì)曲率誤差、傾斜誤差和活塞誤差進(jìn)行校正，如圖5(c)~(e)所示。校正完成時(shí)，波前PV值下降到0.18λ，RMS值減小到0.0355λ，如圖5(e)所示。可以看出，該液體透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三種像差的有效校正。 

圖6. 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)分布圖

圖6給出了畸變波前校正前后系統(tǒng)像面點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point Spread Function, PSF)的分布情況。圖6(a)顯示了波前為理想狀態(tài)時(shí)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)圖，此時(shí)斯特列爾比(Strehl Ratio, SR)為1。引入像差后，系統(tǒng)的斯特列爾比接近0，如圖6(b)所示。接著，將存在三種像差的畸變波前依次進(jìn)行校正，圖5(c)~5(e) 的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)分布圖分別對(duì)應(yīng)圖6(c)~(e)。經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)的校正后，系統(tǒng)能量由極度分散變得集中，PSF峰值明顯提高，斯特列爾比由開始的近乎零值變?yōu)?.962接近理想狀態(tài)。

結(jié)論

該研究提出的基于介電潤(rùn)濕效應(yīng)的疊加式液體透鏡，可用于對(duì)畸變波前中的活塞誤差、曲率誤差和傾斜誤差進(jìn)行校正。通過(guò)使用COMSOL與ZEMAX軟件進(jìn)行仿真模擬，分析了液體界面面型和波前校正特性。經(jīng)過(guò)該疊加式液體透鏡的校正后，畸變波前PV 值從19.7856λ減小到0.18λ，RMS 值對(duì)應(yīng)地由5.6638λ減小到0.0355λ，斯特列爾比則從初始的接近0值提升到0.962。結(jié)果表明所提出的疊加式液體透鏡可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型波前畸變的補(bǔ)償與校正。

參考文獻(xiàn)

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論文原文：趙瑞，何懿嘉，陳露楠，等. 基于介電潤(rùn)濕效應(yīng)的疊加式液體透鏡波前校正[ J ]. 光電工程，2021，48(5): 200345. doi: 10.12086/oee.2021.200345

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