基于电润湿效应的液体透镜性能的测试与分析

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基于电润湿效应制作的液体透镜,其焦距随着外加电压的变化而变化,可通过改变控制电压达到调节焦距的目的,而无需机械运动,所以基于电润湿效应的液体透镜的研究是近年来研究的热点。  本文详细介绍了基于电润湿效应的液体透镜的原理及结构,并成功制作了金属侧壁的基于电润湿效应的液体透镜。设计了基于电润湿效应的液体透镜性能的测试装置,该装置由一个氦氖激光器、液体透镜、小孔光阑、光电平衡接收器和示波器组成。根据高斯光束传输及透镜变换理论详细地分析了测试机理,当透镜的焦距变化时,进入光电平衡探测器的光通量发生变化,示波器的输出也随之发生变化,而示波器的输出对应着透镜的焦距,该装置可测量液体透镜焦距变化的动态过程及响应时间。研究了小孔光阑的孔径及位置对测试装置性能的影响,结果表明光阑应放在探测光经液体透镜后的束腰处,小孔光阑的直径取0.1mm。在设计的基础上研制了液体透镜性能的测试装置,并用该装置测量了制作的液体透镜在50 Hz交流作用下液体透镜的性质随时间的变化情况,结果表明随着电压的升高,依次出现了4个频率为50Hz的周期信号,且4个信号的大小随电压的增大而增大,外加电压的极性对信号有一定的影响,低压时液体透镜液面的形状随时间按球形变化,高压时会产生振荡模态,液面的形状不再按球形变化。
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