基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置及控制方法，該裝置包括密閉圓柱形容器和控制電路，該容器內(nèi)盛滿導(dǎo)電液體和絕緣液體，導(dǎo)電液體在下絕緣液體在上，所述導(dǎo)電液體和絕緣液體的密度相同，且互不相容，所述容器的內(nèi)側(cè)壁上鍍有導(dǎo)電膜，在導(dǎo)電膜的鍍層上涂有疏水涂層，所述容器的內(nèi)底壁上鍍有環(huán)柵透明電極，電極的上再鍍有電介質(zhì)涂層，所述控制電路與環(huán)柵透明電極連接。本發(fā)明可通過控制電路動態(tài)的調(diào)整無衍射傳播距離和中心光斑大小，其具有可實現(xiàn)性大、成本低與響應(yīng)時間短等優(yōu)點。
【專利說明】基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙液體微透鏡生成無衍射光束生成【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于電 潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無衍射光是麥克斯韋電磁方程中的一組特解，以光速傳播并始終保持焦點狀態(tài)， 零解貝塞爾函數(shù)形式的嚴(yán)格解奠定了其在自然界中生成無衍射光束的基礎(chǔ)，在以下的領(lǐng)域 中可得到應(yīng)用。其一是無衍射光束空間傳播特性不變性，在精密工程中具有誘人前景，在精 密測量的領(lǐng)域中采用高斯光束的幾乎全部場合均可采用無衍射光束代替，克服高斯光束的 離焦、畸變以及焦深局限等，實現(xiàn)測量儀器所普遍期望的高精度大量程目標(biāo)；其二無衍射光 在球面透鏡的變換作用下，在大深徑比加工的激光加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用效果獨特； 其三在將來可望應(yīng)用在宇航通訊、能量傳輸、電磁波炮彈或電磁波子彈等領(lǐng)域應(yīng)用，特別是 在當(dāng)前炙熱的微機(jī)電與納米【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0003] 盡管無衍射光束的生成方式繁多，無衍射光束的主要是通過圓錐透鏡生成，因為 這種方式光束的傳輸傳輸率最高，僅需一片光學(xué)器件，且加工相對容易。然而，在微光學(xué)系 統(tǒng)中生成無衍射光束因圓錐透鏡加工困難而難以實現(xiàn)；另外根據(jù)圓錐透鏡生成無衍射光束 的相關(guān)理論，圓錐透鏡面形精度直接影響了生成的無衍射光束的質(zhì)量；其次在圓錐透鏡底 面直徑一定的前提下，其底面與錐面的夾角直接決定所生成的無衍射光束的傳播距離與中 心光斑大小，傳統(tǒng)的圓錐透鏡面形加工精度費用高，并且在加工成型后無法實現(xiàn)無衍射光 束傳播特性的實時調(diào)節(jié)；因此傳統(tǒng)的無衍射光束生成方式極大地限制無衍射光束的應(yīng)用范 圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍 射光的電控生成裝置及控制方法，解決傳統(tǒng)采用圓錐透鏡生成無衍射光束，其圓錐透鏡面 形的加工精度費用高，并且在加工成型后無法實現(xiàn)無衍射光束傳播特性的實時調(diào)節(jié)的問 題。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的 電控生成裝置，其特征在于，該裝置包括密閉圓柱形容器和控制電路，該容器內(nèi)盛滿導(dǎo)電液 體和絕緣液體，導(dǎo)電液體在下絕緣液體在上，所述導(dǎo)電液體和絕緣液體的密度相同，且互不 相容，所述容器的內(nèi)側(cè)壁上鍍有導(dǎo)電膜，在導(dǎo)電膜的鍍層上涂有疏水涂層，所述容器的內(nèi)底 壁上鍍有環(huán)柵透明電極，電極的上再鍍有電介質(zhì)涂層，所述控制電路與環(huán)柵透明電極連接。
[0006] 優(yōu)選的，所述環(huán)柵透明電極是由多個同心圓環(huán)的透明電極構(gòu)成，每個同心圓環(huán)均 與控制電路連接，環(huán)柵透明電極與密閉圓柱形容器同軸。
[0007] 優(yōu)選的，所述導(dǎo)電液體為Na2So4水溶液，所述絕緣液體為C 12H25Br15
[0008] 優(yōu)選的，所述導(dǎo)電液體含有NaCl溶液、娃氧燒、齒代燒經(jīng)中的一種或多種。
[0009] 優(yōu)選的，疏水涂層為聚四氟乙烯。
[0010] 優(yōu)選的，所述電介質(zhì)涂層為聚酰亞胺或鈦酸鋇。
[0011] 優(yōu)選的，所述環(huán)柵透明電極為氧化錫摻氟導(dǎo)電玻璃。
[0012] 優(yōu)選的，所述控制電路包括所述控制電路包括電源輸入端、多路電壓輸出接口和 用于分別控制多路電壓輸出接口的各路電壓值的控制單元，所述多路電壓輸出接口與環(huán)柵 透明電極的各環(huán)對應(yīng)連接。
[0013] 一種權(quán)利要求1所述裝置的控制方法，其特征在于，該方法以下步驟：
[0014] (1)確定需要控制實現(xiàn)的兩液體接觸錐形界面的夾角0 ;

【權(quán)利要求】
1. 一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在于，該裝置包括密閉圓 柱形容器和控制電路，該容器內(nèi)盛滿導(dǎo)電液體和絕緣液體，導(dǎo)電液體在下絕緣液體在上，所 述導(dǎo)電液體和絕緣液體的密度相同，且互不相容，所述容器的內(nèi)側(cè)壁上鍍有導(dǎo)電膜，在導(dǎo)電 膜的鍍層上涂有疏水涂層，所述容器的內(nèi)底壁上鍍有環(huán)柵透明電極，電極的上再鍍有電介 質(zhì)涂層，所述控制電路與環(huán)柵透明電極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述環(huán)柵透明電極是由多個同心圓環(huán)的透明電極構(gòu)成，每個同心圓環(huán)均與控制電路連 接，環(huán)柵透明電極與密閉圓柱形容器同軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述導(dǎo)電液體為NaSo4水溶液,所述絕緣液體為C12H25Br。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述導(dǎo)電液體含有NaCl溶液、娃氧燒、齒代燒經(jīng)中的一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，疏水涂層為聚四氟乙烯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述電介質(zhì)涂層為聚酰亞胺或鈦酸鋇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述環(huán)柵透明電極為氧化錫摻氟導(dǎo)電玻璃。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電潤濕效應(yīng)的無衍射光的電控生成裝置，其特征在 于，所述控制電路包括電源輸入端、多路電壓輸出接口和用于分別控制多路電壓輸出接口 的各路電壓值的控制單元，所述多路電壓輸出接口與環(huán)柵透明電極的各環(huán)對應(yīng)連接。
9. 一種權(quán)利要求1所述裝置的控制方法，其特征在于，該方法以下步驟： (1)確定需要控制實現(xiàn)的兩液體接觸錐形界面的夾角9 ;
半徑，A n為導(dǎo)電液體和絕緣液體的折射率差，為外加電壓U = 0時導(dǎo)電液體和絕緣液 體的接觸界面相對于疏水涂層之間的接觸角，％為疏水涂層的真空介電常數(shù)，^為導(dǎo)電 液體相對于疏水涂層的相對介電常數(shù)，5 12為導(dǎo)電液體與絕緣液體之間的表面張力，d為疏 水涂層3的厚度。
【文檔編號】G02B26/00GK104360474SQ201410636119
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】馬國鷺, 曾國英, 趙登峰 申請人:西南科技大學(xué)