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研究人员使用电响应流体来制造类似眼睛的自适应透镜

物理学 2023-07-03 20:24:09

由光学学会制作 研究人员基于一种叫做己二酸二丁酯(DBA)的新型电响应流体开发了一种自适应液体透镜

当施加电压时,新透镜改变形状,从而改变焦距

学分:苗旭,合肥工业大学 研究人员开发了一种自适应液体透镜,这种透镜基于一种叫做己二酸二丁酯(DBA)的新型电响应流体,当施加电压时,这种流体会改变焦距

这种镜头重量轻、体积小、制造简单,非常适合手机摄像头、内窥镜、眼镜和机器视觉应用

来自中国合肥工业大学的研究团队负责人苗旭说:“人眼可以以极快的速度任意聚焦不同距离的物体。”

“受这一功能的启发,我们开发了一种类似眼睛的自适应液体透镜,可以通过改变DBA液体的形状来发散或会聚光线

" 在Optica出版集团期刊《光学快报》中,研究人员描述了他们基于DBA的新型自适应液体透镜,该透镜仅重几克,并显示出高光学性能和良好的稳定性

DBA的电负性分子结构允许使用外加电压来快速改变透镜的形状,从而改变其焦距

DBA也是透明的、非挥发性的和廉价的,使其成为自适应液体透镜的理想选择

“这种自适应液体透镜有朝一日可能会取代传统的固体透镜系统,”徐说

“这将使手机摄像头能够快速改变焦距,同时仍然像手机本身一样薄

“因为它不需要任何机械元件,这种类型的镜头可以使用多年而不会磨损

把液体变成透镜 研究人员通过用DBA液体填充电极来制造新的液体透镜,这形成了一个圆顶形状,因为电极的内表面涂有防水层

施加直流电会导致DBA分子在阳极聚集,从而根据施加的电压改变圆顶形状,从而改变焦距

去除电场导致DBA液体恢复其初始形状

DBA透镜提供了对基于电润湿的自适应液体透镜的显著改进,这种自适应液体透镜在市场上可以买到

电润湿液体透镜使用液体,例如盐水,这需要电介质膜来将导电液体与金属电极分开

“我们的DBA液体透镜不容易挥发或电解,而且因为DBA液体直接接触电极,所以不需要绝缘层,”徐说

“与电润湿液体透镜相比,这使DBA透镜结构更简单,稳定性更好

" 新DBA液体透镜的焦距可以通过增加施加的电压来改变

电影以正常速度的10倍展示了这个过程

学分:苗旭,合肥工业大学 展示光学性能 对基于DBA的新型液体透镜的分析表明,它们在390至780纳米的可见波长下显示出约95%的光学透射率,并且在室温至200华氏度以上的温度范围内性能保持稳定

研究人员还证明,将施加的电压从0增加到100伏会改变焦距,从7

5毫米至13毫米

1毫米,镜头的分辨率几乎可以达到每毫米29行

研究人员继续致力于通过开发降低驱动基于DBA的液体透镜所需的电压、提高分辨率和将响应速度提高到毫秒量级的方法,使新透镜更加实用

他们还想减少重力对DBA液体的影响,以便制造更大的透镜

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