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可调焦液态透镜因具备体积小、成像好、调焦方便等优点而备受瞩目。与传统的自动对焦镜头相比,液体透镜因为少了移动的机械结构,所以具有体积小、反应速度快、耗电量小、无磨损、寿命长以及精确度高等优点。因此,这种新型的仿生学光学元件,是目前国际上研究的一个热点方向。在手机、数码相机、网络摄像机、内窥镜等追求轻、薄、短、小的光学系统应用领域,液态透镜很有可能全面取代传统光学镜头,引发一场光学镜头的技术革新。 根据工作原理和结构的不同,液态透镜主要可以分为三个类型,分别为:基于液体折射率变化的可变焦透镜,基于填充液体表面曲率变化的可变焦透镜,和基于介质上电润湿流体接触角变化的液体透镜。 本文结合现有的材料和工艺技术,设计和制作了一款充液型可调焦液态透镜。使用透明的弹性薄膜和光学平板玻璃将一定体积的液体封装在圆柱形的空腔内,当空腔内的液体体积变化时,透镜的曲率半径随之改变,从而实现了透镜的可调焦。并对制作的液态透镜进行了性能检测,包括变焦性能、成像效果等。通过对一个改进后的光学系统进行像差分析证明在光学系统中引入可调焦液态透镜的好处。实验表明,该可调焦液态透镜有较好的成像效果,在一定液体体积变化范围内符合薄透镜成像的规律。 液态透镜系统不同于传统的变焦系统,而是一种全新的、微型高集成而智能的光学系统,为现代光学系统的设计、应用方面提供了跨越性的新思路。液态透镜技术特别适合应用于有变焦能力需求,同时对系统尺寸有着严格要求的场合。液态透镜系统的微型性、智能型,使其在生物医疗、国防军事、通信技术、航空航天等领域都有着非常广泛的应用前景。