一種新型自適應(yīng)液體透鏡：重量?jī)H有幾克，施加電壓即可改變焦距

圖源：合肥工業(yè)大學(xué)

近日，中國(guó)合肥工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的自適應(yīng)液體透鏡。該透鏡基于一種稱為己二酸二丁酯 (DBA) 的新型電響應(yīng)流體，當(dāng)施加電壓時(shí)，它會(huì)改變焦距。透鏡重量輕（僅有幾克）、結(jié)構(gòu)緊湊且制造簡(jiǎn)單，是相機(jī)、內(nèi)窺鏡、眼鏡和機(jī)器視覺應(yīng)用的理想選擇。

研究作者表示，人眼可以以極快的速度聚焦不同距離的物體。受此功能的啟發(fā)，他們開發(fā)了一種類似眼睛的自適應(yīng)液體透鏡，可通過改變 DBA 液體的形狀來(lái)發(fā)散或匯聚光線。

研究人員通過用 DBA 液體填充電極來(lái)制造新的液體透鏡，由于電極的內(nèi)表面涂有防水層，因此形成了圓頂?shù)男螤睢Ｊ┘又绷麟姇?huì)導(dǎo)致 DBA 分子在陽(yáng)極處積聚，因此施加電壓就可改變圓頂形狀，從而改變焦距。去除電壓，又會(huì)使 DBA 液體恢復(fù)其初始形狀。

與市售的基于電潤(rùn)濕的自適應(yīng)液體透鏡相比，DBA 液體透鏡得到了顯著改進(jìn)。電潤(rùn)濕液體鏡片使用液體，例如鹽水，需要介電薄膜將導(dǎo)電液體與金屬電極隔開。而DBA 液體透鏡不易揮發(fā)或電解，并且由于 DBA 液體直接接觸電極，所以不需要絕緣層。

深入分析表明，DBA 液體透鏡在 390 至 780 nm 的可見波長(zhǎng)下表現(xiàn)出約 95% 的光學(xué)透射率，并且在室溫到93度的溫度范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定。研究人員還證明，將施加的電壓從 0 V 增加到 100 V，焦距從 7.5 mm 增加到 13.1 mm，鏡頭的分辨率幾乎可以達(dá)到每毫米 29 行。

該研究論文題為“Variable-focus liquid lens based on electrically responsive fluid”，已發(fā)表在Optics Letters上。

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

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標(biāo)簽： 液體透鏡 焦距