一種新型自適應液體透鏡：重量僅有幾克，施加電壓即可改變焦距

圖源：合肥工業大學

近日，中國合肥工業大學的研究團隊開發了一種新的自適應液體透鏡。該透鏡基于一種稱為己二酸二丁酯 (DBA) 的新型電響應流體，當施加電壓時，它會改變焦距。透鏡重量輕（僅有幾克）、結構緊湊且制造簡單，是相機、內窺鏡、眼鏡和機器視覺應用的理想選擇。

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，他們開發了一種類似眼睛的自適應液體透鏡，可通過改變 DBA 液體的形狀來發散或匯聚光線。

研究人員通過用 DBA 液體填充電極來制造新的液體透鏡，由于電極的內表面涂有防水層，因此形成了圓頂的形狀。施加直流電會導致 DBA 分子在陽極處積聚，因此施加電壓就可改變圓頂形狀，從而改變焦距。去除電壓，又會使 DBA 液體恢復其初始形狀。

與市售的基于電潤濕的自適應液體透鏡相比，DBA 液體透鏡得到了顯著改進。電潤濕液體鏡片使用液體，例如鹽水，需要介電薄膜將導電液體與金屬電極隔開。而DBA 液體透鏡不易揮發或電解，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 的可見波長下表現出約 95% 的光學透射率，并且在室溫到93度的溫度范圍內保持性能穩定。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到每毫米 29 行。

該研究論文題為“Variable-focus liquid lens based on electrically responsive fluid”，已發表在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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標簽： 液體透鏡 焦距