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可调焦液态镜头的技术来源

时间:2020-11-21 来源:新特光电 访问量:1026

上个世纪末,物理学家乌德创造了液体镜面:他在一个大容器里旋转水银,得到一个理想的抛物面,由于水银能很好地反射光线,所以能起反射镜的作用。

2000年后,这种液体镜面的技术被成功应用于天文望远镜,而且极大的降低了望远镜的制造成本。

反射望远镜上的反射镜,最好是抛物面的,也就是液体在旋转的容器里形成的那种表面的形状。当盛满液体(通常采用水银)的容器旋转时,向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。这样一个光滑的曲面,完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头。

由于在天文望远镜上的成功应用,液体镜头技术开始受到人们的关注。虽然上面所说的望远镜中使用的反射型液体镜头和我们在电子照相设备中使用的传导型透镜差别还是不小的,但是,利用液体表面成像、以及通过对液面曲率调整来聚焦的原理,却给了人们带来极大的启发。

我们知道,传统的变焦镜头是通过调整两个固定焦距的镜头之间的距离来实现变焦的。而传导型液体镜头使用两种不能融合的液体,每一种液体拥有不同的折射率,生成一种与传统的高质量的光学镜头一样的可变聚焦镜头,而镜头大小却可以减少到10mm,甚至更小。两种液体,其中一种是导电的水性溶液,另一种是不导电的油。这两种液体被装在小型管状容器中,在容器内形成相当与玻璃镜头的月牙型的曲面,曲面的曲率就是液体镜头的焦距。油的抗水表面的湿润效果可以使用电压来改变(故名电润湿),令表面变得更亲水(湿润)或更抗水。由于原先抗水(或亲水)的表面现在变得更吸水(或抗水),油层不得不改变其形式,因此,通过调整在容器两端的直流电电压,就可以改变两种不同的液体交接处月牙形表面的曲率,也就是镜头的焦距。

在工业制造领域,液态镜头的主要优势体现在其耐用性(无移动部件)、反应时间短、光学质量优、耗电量低以及体积小等方面。

武汉新特光电提供的可调焦液态镜头采用液态聚合物基片,具有连续变焦功能。原理是基于光反馈通过电流改变聚焦镜形状(曲率),从而改变其焦距,支持2.5D和3D激光处理功能,是激光处理系统实现快速Z轴调光控制的最佳之选,典型应用是3D激光扫描加工/打标。

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