基于电润湿技术的液体微透镜研究进展.pdf

《基于电润湿技术的液体微透镜研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9期机械设计与制造2010年9月MachineryDesign&Manufacture247文章编号：1001—3997(2010)09—0247—03基于电润湿技术的液体微透镜研究进展球韩春光1,2郭隐彪(宁波大红鹰学院机电学院，宁波315175)(z厦门大学机电工程系，厦门361005)Currentdevelopmentinliquidmicro-lensbasedonelectrowettingtechnologyHANChun-guang1'2,GUOYin-biao(Schoolof

2、MechanicalandElectricalEngineering，NingBoDaHongYingCollege，Ningbo315175，China)(Dept．ofMechanicalandElectricalEngineering，XiamenUniv．，Xiamen361005，China)【摘要】阐／$-7电润湿技术的概念、基本理论及其在光学透镜方面的应用机理，综述了电润湿微液i6体透镜的研究进展及应用前景，指出了基于电润湿技术液体透镜面·r均主要问题和今后的研究方向。22关键词：电

3、润湿；微液体透镜；研究进展Ai【Abstract】／tdealswiththebasicconceptandtheoryofElectrowettingtechnologyandtheprinciple69ofElectrowettingappliedtoopticsmicro—lens．Reviewthecurrentdevelopmentinliquidopticsmicro-lens2basedonElectrowettingtechnologyandthewidelyapplication

4、sprospectsofthemicro-liquidlens．ThemqiorobstaclesforElectrowettingtechnologyappliedtoopitcsispointedout，andtheworksweshould66studyinthefuturearealsopresented．9：^Keywords：Electrowetting；Micro-liquidlens；Currentdevelopment中图分类号：TH16文献标识码：A1引言基本的方程。如图1所示

5、，其中Young方程描述了液滴与介质表面的接触角和表面(固、气、液)三相张力间的关系：电润湿(Electrowetting，EW)是指通过调整施加在液滴与绝c0s0=—orsv-—OrSL(1)缘介质下电极之间的电势，来改变液滴与介质表面的润湿特性，OrLV从而改变液滴和介质表面的三相接触角，液滴产生形变，进而使式中，or、oror一固一气、液一气、固一液之间的表面张力；一三液滴内部产生压强差，驱使液滴运动的现象。电润湿现象最早由相接触角。诺贝尔奖得主法国科学家GabrielLippmann于18

6、75年观察到旧，他在汞和电解液之间施加电压时，发现静电荷会显著改变界面的毛细管力，并由此提出了著名的Young—Lippmann方程。1936年，AleksandrFroumkineLq~1]用电场来改变处于金属表面的小水滴的形状，并成功的推动液滴在平板上运动。然而，对于这种液滴与电图1接触角与表面张力的关系极直接接触，接触角的改变量很小，并且会因液滴的电解产生气当在固体和液滴之间施加电压u后，固体与液滴之间的表泡，稳定．I生差。1993年BergeP,41~电润湿模型中引入了介电层，消面张力变小

7、，其关系由Lippmann方程描述：除了电解的发生，称为基于介电层的电润湿或介质上电润湿or~U=orⅡ一1竽U2(2)口(ElectrowettingOnDielectric，EWOD)，这一研究进展使电润湿技式中：or、or～外加电压前、后的固一液之间的表面张力；s。、一术几乎可用于任何导电的液体。此后，基于介质上电润湿的有关真空的介电常数和介质层的有效介电常数；d—介质层有效理论和实验研究成为微流体研究领域的重要内容之一，由于基于厚度。EWOD的微器件具有体积小、功耗低、响应速度快等特点，已

8、在生外加电压后的三相接触角0的变化，可以由上述的两个方程物医学工程、微电子技术、光纤通信、光学透镜及光学显示器件等式(1)、(2)推导而得，也即所谓的Young-Lippmann方程，表示为：领域取得了很大的进展，并表现出良好的应用前景。近年来，随着电润湿技术的不断发展，基于电润湿技术液体COsOU=cosOo+二1竽o【Jy(3)透镜的研究已展示出其在光学系统中的广阔的应用前景，特别是式中：Oo、0Ⅱ电前后的接触角，由上式(3)可以看出，液滴的三基于电润湿的微液滴变焦透镜具有尺寸