本文關(guān)鍵詞：基于介電潤濕技術(shù)的微流體光學(xué)器件設(shè)計、建模與仿真　出處：《南京郵電大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)多是機械式的,不僅體積龐大、系統(tǒng)復(fù)雜性高、費用昂貴,而且響應(yīng)速度慢、可靠性差、精確度低、能耗高。而基于介電潤濕效應(yīng)的光學(xué)元件因具有簡單的制造工藝、大孔徑、響應(yīng)速度快、低能耗和低電壓操作實現(xiàn)廣角變化(這可被用于廣角轉(zhuǎn)向)的優(yōu)點,成為了平面光學(xué)元件領(lǐng)域一個熱門話題。本文設(shè)計基于介電潤濕效應(yīng)(EWOD)的光軸可調(diào)的雙液體光學(xué)透鏡以及液體棱鏡系統(tǒng),并對其工作特性進行了分析,主要研究工作如下:1、闡述了電潤濕技術(shù)的研究進展、電潤濕器件的發(fā)展趨勢和研究現(xiàn)狀,介紹了介電潤濕效應(yīng)的工作原理和理論基礎(chǔ)。2、設(shè)計了一種基于介電潤濕效應(yīng)的光軸可調(diào)的液體變焦光學(xué)透鏡。理論上,利用Young-Lippmann方程,推導(dǎo)了焦距與電壓的關(guān)系式以及偏移角與電壓之間的關(guān)系;借助于Comsol仿真軟件,構(gòu)建了介電潤濕液體光學(xué)透鏡物理模型,通過在透鏡腔體壁面施加四個工作電壓,成功地模擬了在電壓控制雙液體界面面型的變化過程;添加光學(xué)物理場,成功描繪出平行光束經(jīng)該液體透鏡后出射光聚焦情況,分析了不同電壓組合下光軸偏移情況及系統(tǒng)焦距變化。3、設(shè)計了基于介電潤濕效應(yīng)的液體光學(xué)棱鏡。理論上,利用高斯光學(xué)公式,推導(dǎo)了兩種光學(xué)棱鏡的光束偏轉(zhuǎn)能力。借助于Comsol仿真軟件,構(gòu)建了介電潤濕液體光學(xué)棱鏡的物理模型,通過在棱鏡腔體壁面施加四個工作電壓,仿真模擬了電壓控制下界面面型的變化過程。結(jié)果表明,在特定電壓組合下,雙液體界面可實現(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)棱鏡對光束控制和偏轉(zhuǎn)功能。添加光學(xué)物理場,成功描繪平行光束經(jīng)該液體棱鏡后出射光的偏折情況,并分析了光束偏移量與工作電壓之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH74

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本文編號：1317910