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

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【摘要】：傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)多是機(jī)械式的,不僅體積龐大、系統(tǒng)復(fù)雜性高、費(fèi)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(rùn)濕效應(yīng)的光學(xué)元件因具有簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)廣角變化(這可被用于廣角轉(zhuǎn)向)的優(yōu)點(diǎn),成為了平面光學(xué)元件領(lǐng)域一個(gè)熱門(mén)話(huà)題。本文設(shè)計(jì)基于介電潤(rùn)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(duì)其工作特性進(jìn)行了分析,主要研究工作如下:1、闡述了電潤(rùn)濕技術(shù)的研究進(jìn)展、電潤(rùn)濕器件的發(fā)展趨勢(shì)和研究現(xiàn)狀,介紹了介電潤(rùn)濕效應(yīng)的工作原理和理論基礎(chǔ)。2、設(shè)計(jì)了一種基于介電潤(rùn)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(rùn)濕液體光學(xué)透鏡物理模型,通過(guò)在透鏡腔體壁面施加四個(gè)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(guò)程;添加光學(xué)物理場(chǎng),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(jì)了基于介電潤(rùn)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(rùn)濕液體光學(xué)棱鏡的物理模型,通過(guò)在棱鏡腔體壁面施加四個(gè)工作電壓,仿真模擬了電壓控制下界面面型的變化過(guò)程。結(jié)果表明,在特定電壓組合下,雙液體界面可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)棱鏡對(duì)光束控制和偏轉(zhuǎn)功能。添加光學(xué)物理場(chǎng),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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH74

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本文編號(hào)：1317910