液態(tài)透鏡技術

傳統(tǒng)光學透鏡由光學材料制造，無論使用哪種光學材料（光學玻璃、光學晶體或者光學塑料）制作的透鏡都是固體，不能改變大小和曲率。使用這類透鏡的光學系統(tǒng)，只能通過在光軸上前后移動某個透鏡來改變整個光學系統(tǒng)的對焦點。與傳統(tǒng)透鏡有所不同，液態(tài)透鏡是一種使用一種或多種液體制成的無機械連接的光學元件，可以通過外部控制改變光學元件的光學參數(shù)（焦距、曲率半徑等），有著傳統(tǒng)光學透鏡無法比擬的性能。簡單來說就是透鏡的介質(zhì)變?yōu)橐后w，更準確地來說就是一種通過改變其表面曲率來動態(tài)調(diào)整透鏡焦距的新型光學元件。這種內(nèi)部參數(shù)變化采用電控方式，能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級的變化與自動化編程。

一、液態(tài)透鏡技術路線

1.雙液電潤濕法透鏡

雙液體透鏡由兩種液體組成，由于兩種液體存在折射率差，因此交界面就可以發(fā)生折射，如果我們可以用外部控制信號改變分界面的曲率，那么這個液態(tài)透鏡就實現(xiàn)了光學參數(shù)的改變。電潤濕效應最早在1876年由加布里爾·李普曼（Gabriel Lippmann）發(fā)現(xiàn)，電潤濕效應施加于兩種非混合流體，一種導電的溶液和一種不導電的油，且兩者具有不同的折射率，以及相同的密度。由于流體不混合，它們形成像透鏡一樣光滑且彎曲的分界面。我們通過向?qū)щ娙芤菏┘与妷憾�改變兩種液體表面相互作用的方式，從而改變分界面的曲率半徑。

2.液體填充式透鏡

液體填充式透鏡結(jié)構類似于人眼的晶狀體結(jié)構。具有高折射率的光學液體被密封在由柔性聚合物制成的彈性薄膜中，利用電磁驅(qū)動壓緊或松弛分布于側(cè)邊的環(huán)形膜層區(qū)，由于密封液體積不變，壓緊時液體從側(cè)邊擠壓到中心通光孔中，液體的曲率半徑變小，焦距變小。反之松弛側(cè)邊環(huán)形區(qū)域膜層時，通光孔中的光學液體擴散開，液體的曲率半徑變大，焦距變大。