介质上的电润湿（Electrowetting on dielectric,EWOD）是利用电场控制介质表面微小液滴形态的现象。基于EWOD技术的液体变焦透镜的光学成像原理类似于人眼,具有体积小、响应速度快等优势,在可便携数码设备等方面有着广泛的应用前景。尽管科研工作者们已对介质表面液滴的电润湿动态响应展开了一系列的研究,但电润湿的迟滞效应和接触角饱和现象仍未被很好地解释;另一方面,封装在液体透镜内部的双液体界面的动态响应过程要比平面介质上自由液滴的动态响应过程复杂,因此有必要对EWOD液体透镜的动态响应进行专门的研究。传统的利用高速摄影的方式记录液滴响应过程,再逐帧分析接触角的方法,不适用于封装在非透明筒壁液体透镜内部液体界面动态响应研究,且影响液体透镜焦距的不仅仅是接触角,还包括液滴的振荡模态,因此有关EWOD液体透镜的焦距随工作电压的动态变化过程还没有被清晰地认识。本论文旨在为EWOD液体透镜的动态响应特征描述提供一种新方法,具体的创新点如下:1.研制了一种基于高斯光束传输理论的液体透镜焦距变化动态过程的测试装置,提出了一种测量和表征EWOD液体透镜动态响应特性的方法;并用该装置研究了自制的EWOD液体光学透镜焦距动态变化过程,得到了很好的信号波形。透镜的焦距随着外加激励电压的极性和幅值的变化而变化,光通量出现的特征峰值是由电压极性和透镜液面的振荡模态的作用下产生的。该实验装置具有简单、经济、操作方便、测量精度高、范围宽、误差小等优点;该测试方法时间分辨率高,可以得到一些采用高速相机无法得到的结果,也可广泛应用于各类可变焦透镜的测试。2.基于测试平台进行了方波信号和正弦信号激励下的EWOD液体透镜透过光通量的典型响应特征分析,得到了不对称阈值电压特征和稳定响应临界频率特征。根据稳定响应临界频率特征提出了 EWOD液体透镜的测试信号优化方案;根据不对称阈值电压特征得到了透镜内部的电润湿机制和激励电压极性相关的结论。3.分别研制了 EWOD液体透镜响应时间智能测试系统和焦距智能测试系统。基于动态响应测试实验平台和焦距测试实验平台,辅助MATLAB程序控制和分析,分别利用交互式计算机辅助控制平台可对液体透镜的响应时间和焦距进行多次自动测量和记录,提高了测试精度。基于这两套智能测试系统,可进一步完成对传递函数的研究,以及不同材料、结构等条件下的EWOD液体透镜的性能优化研究。4.得到了电介质更易束缚导电溶液中负电荷的结论。用正弦、双极性脉冲及单极性脉冲信号激励EWOD液体透镜,通过对光通量强度的分析,发现驱动电压的正负极性会对液体透镜的响应造成较大差异,负极性驱动下透镜的响应效果更为明显,利用电介质电荷束缚理论对上述现象作出了合理的解释。该结论对电润湿机理的研究有一定的推动作用。