一种新型自适应液体透镜:重量仅有几克,施加电压即可改变焦距

Serena Xu

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图源:合肥工业大学

近日,中国合肥工业大学的研究团队开发了一种新的自适应液体透镜。该透镜基于一种称为己二酸二丁酯 (DBA) 的新型电响应流体,当施加电压时,它会改变焦距。透镜重量轻(仅有几克)、结构紧凑且制造简单,是相机、内窥镜、眼镜和机器视觉应用的理想选择。

研究作者表示,人眼可以以极快的速度聚焦不同距离的物体。受此功能的启发,他们开发了一种类似眼睛的自适应液体透镜,可通过改变 DBA 液体的形状来发散或汇聚光线。

研究人员通过用 DBA 液体填充电极来制造新的液体透镜,由于电极的内表面涂有防水层,因此形成了圆顶的形状。施加直流电会导致 DBA 分子在阳极处积聚,因此施加电压就可改变圆顶形状,从而改变焦距。去除电压,又会使 DBA 液体恢复其初始形状。

与市售的基于电润湿的自适应液体透镜相比,DBA 液体透镜得到了显著改进。电润湿液体镜片使用液体,例如盐水,需要介电薄膜将导电液体与金属电极隔开。而DBA 液体透镜不易挥发或电解,并且由于 DBA 液体直接接触电极,所以不需要绝缘层。

深入分析表明,DBA 液体透镜在 390 至 780 nm 的可见波长下表现出约 95% 的光学透射率,并且在室温到93度的温度范围内保持性能稳定。研究人员还证明,将施加的电压从 0 V 增加到 100 V,焦距从 7.5 mm 增加到 13.1 mm,镜头的分辨率几乎可以达到每毫米 29 行。

该研究论文题为“Variable-focus liquid lens based on electrically responsive fluid”,已发表在Optics Letters上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-47-3-509

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