基于EWOD的導(dǎo)電硅橡膠內(nèi)芯液體透鏡陣列的研制.pdf

1、隨著光學(xué)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，光學(xué)器件的微型化、集成化、可調(diào)化將成為光技術(shù)的重要發(fā)展方向。然而，傳統(tǒng)光學(xué)器件由于體積大、成本高、可調(diào)性差，對現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的微型化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程帶來一定影響。近年來，微流體變焦透鏡的研究已展示出其在光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用前景，其中基于介質(zhì)上電潤濕(EWOD)的微流體變焦透鏡只需改變外加電壓便能快速調(diào)節(jié)透鏡焦距，并且具有尺寸小、結(jié)構(gòu)靈活、功耗低、焦距調(diào)節(jié)范圍廣等許多突出優(yōu)點(diǎn)而日益受到注目。本研究主要內(nèi)容及結(jié)果如下：

2、　　 (1)提出了“上蓋片+內(nèi)芯+下蓋片”的“三明治”夾心結(jié)構(gòu)的微透鏡陣列器件的基本結(jié)構(gòu)；通過利用介質(zhì)上電潤濕效應(yīng)實(shí)現(xiàn)微透鏡焦距的控制的原理，提出了采用導(dǎo)電硅橡膠材料制作微透鏡陣列芯片內(nèi)芯的設(shè)計方案，同時將其作為一個電極，同時利用鍍有ITO導(dǎo)電層的玻璃下蓋片作為另一電極。采用導(dǎo)電硅橡膠制作內(nèi)芯的方法簡化了電極結(jié)構(gòu)和芯片的制作工藝，同時省去了復(fù)雜的表面電極布局問題，明顯地減小微透鏡腔的間隔，有效地提高透鏡陣列的占空比和光能利用率。

3、>　　 (2)通過一系列的理論分析與實(shí)驗(yàn)摸索，完成了以導(dǎo)電硅橡膠為內(nèi)芯的基于介質(zhì)上電潤濕效應(yīng)液體可變焦光學(xué)微透鏡陣列的具體設(shè)計和制作，得出了一套在普通實(shí)驗(yàn)室制作工藝條件下，以導(dǎo)電硅橡膠為內(nèi)芯的基于介質(zhì)上電潤濕效應(yīng)的變焦液體微透鏡陣列芯片的制作方案，為后續(xù)工作的開展奠定了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)。
　　 (3)通過實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬分析的方法，對微透鏡陣列焦距進(jìn)行了測試，并通過測試結(jié)果分析透鏡焦距與電壓的關(guān)系，總結(jié)出了此微透鏡陣列各特性參數(shù)之