基于透明凝胶材料的电致形变及其在可控变焦微透镜中的应用

发布时间：2017-08-02 03:04

  本文关键词：基于透明凝胶材料的电致形变及其在可控变焦微透镜中的应用

  更多相关文章： PVDF凝胶 电致形变 变焦微透镜 电活性聚合物

【摘要】：可调微透镜作为是一种新型的光学元器件,具有光学性能可调、体积小、重量轻、无机械运动、稳定性好等诸多优点,使其在成像、微流体传感、自适应光学等诸多领域具有广阔的应用前景,而成为近年来光学、材料学和智能控制领域的研究热点之一。本文针对已报道的各类可控变焦微透镜,具体包括基于pH响应可控微透镜、基于热效应可控微透镜、基于电光效应液晶可控微透镜、基于压力驱动可控微透镜以及基于电致驱动可控微透镜等,进行了详细的调研,并分析其调控原理和存在的优缺点。在此基础上,本文对基于电介质可控微透镜——聚偏氟乙烯(PVDF)凝胶透镜进行了较为深入的研究。本文以PVDF为凝胶剂、己二酸二乙酯(DEA)为增塑剂,制得了不同PVDF含量的透明凝胶。使用紫外-可见分光光度计、阿贝折射仪、金相显微镜、流变仪等对PVDF凝胶材料的透光率、折光率、结晶性、流变性等进行了表征。并在此基础上设计和制作了基于PVDF凝胶的可控变焦微透镜,使用原位接触角测量仪和体视变焦显微镜对微透镜的电致形变特性进行了表征。研究结果表明,当PVDF凝胶的浓度为5.0wt%时,所制得的PVDF凝胶透镜在550nm可见光的透光率为92.6%,在20℃时的折射率为1.4260。该透镜在外加120V正向直流电压下响应时间约为70秒,焦距变化量可达5.56mm。其在电场诱导作用下的形变与其动态流变学性质具有一定的相关性。在相同情况下,与离子液体和盐溶液等变焦透镜相比,PVDF凝胶变焦透镜达到相同变焦效果所需要的电压更低,几乎不受重力的影响,而且结构简单、造价低廉、耗电量极低。
【关键词】：PVDF凝胶 电致形变 变焦微透镜 电活性聚合物
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74;O648.17
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-26
• 1.1 变焦微透镜的研究背景及发展现状6-7
• 1.2 不同类型的可控变焦微透镜7-19
• 1.2.1 基于pH响应可控微透镜7-9
• 1.2.2 基于热效应可控微透镜9-10
• 1.2.3 基于电光效应液晶可控微透镜10-14
• 1.2.4 基于压力驱动可控微透镜14-19
• 1.3 基于电致变形驱动可控微透镜19-24
• 1.3.1 基于电解质（电润湿）可控微透镜19-22
• 1.3.2 基于电介质可控微透镜22-24
• 1.4 本文的主要研究内容及创新点24-26
• 1.4.1 本文的主要研究内容24-25
• 1.4.2 本文的创新点25-26
• 第二章 PVDF凝胶透镜的电致变焦性能的研究26-41
• 2.1 引言26
• 2.2 实验部分26-30
• 2.2.1 实验试剂及仪器26-27
• 2.2.2 ITO玻璃和ITO膜的清洗27-28
• 2.2.3 PVDF凝胶的制备28
• 2.2.4 PVDF凝胶温敏性的测试28
• 2.2.5 PVDF凝胶透光性的测定28
• 2.2.6 PVDF凝胶折光性的测定28
• 2.2.7 PVDF凝胶结晶性的表征28
• 2.2.8 PVDF凝胶电致变焦器件的组装28-29
• 2.2.9 PVDF凝胶变焦透镜的成像实验29-30
• 2.2.10 PVDF凝胶变焦透镜的接触角测量实验30
• 2.3 结果与讨论30-39
• 2.3.1 浓度对PVDF凝胶温敏性能的影响分析30-31
• 2.3.2 浓度对PVDF凝胶透光性能的影响分析31
• 2.3.3 浓度对PVDF凝胶折光性能的影响分析31-32
• 2.3.4 PVDF凝胶偏振光的表征32-33
• 2.3.5 PVDF凝胶在电场下的形变情况33-34
• 2.3.6 重力对PVDF凝胶透镜形变的影响34
• 2.3.7 显微镜表征34-35
• 2.3.8 接触角测量仪表征35-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第三章 PVDF凝胶流变性能的研究41-50
• 3.1 引言41
• 3.2 实验部分41-43
• 3.2.1 实验试剂及仪器41-42
• 3.2.2 PVDF凝胶圆片的制备42
• 3.2.3 流变性能表征42-43
• 3.3 结果与讨论43-49
• 3.3.1 温敏性分析43-44
• 3.3.2 动态粘弹性分析44-46
• 3.3.3 触变性分析46-47
• 3.3.4 屈服应力分析47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 总结与展望50-52
• 4.1 总结50-51
• 4.2 展望51-52
• 参考文献52-59
• 攻读学位期间取得的研究成果59-60
• 致谢60-61

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 许萍;范君柳;吴泉英;;利用喷射法制作微透镜[J];广西轻工业;2009年12期

2 陈祥献;;用于复制柱面微透镜阵列的铸塑工艺[J];光学仪器;1997年Z1期

3 石锦霞;何平笙;;微热模塑法制备聚苯乙烯球面微透镜阵列[J];高等学校化学学报;2007年05期

4 朱建华;石锦霞;汪元;何平笙;;微模塑法制备PMMA球面微透镜阵列(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Physics;2006年05期

5 贾若琨;闫永楠;李翠霞;杨珊;白玉白;;溶剂散逸自组装制备高分子有序微透镜阵列[J];应用化学;2009年05期

6 谢丹;张鸿海;陶晟;王迎春;;PMMA微透镜阵列的非接触式热压印制作技术[J];机械科学与技术;2012年12期

7 焦国华;李育林;胡宝文;;Mirau相移干涉法测量微透镜阵列面形[J];光子学报;2007年10期

8 ;集成监视系统WV-CS300[J];中国安防产品信息;1995年03期

9 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 何苗;易新建;程祖海;黄光;刘鲁勤;;大F数硅微透镜阵列的制作及光学性能测试研究[A];湖北省激光学会论文集[C];2000年

2 赖建军;柯才军;周宏;易新建;;图形转移工艺制作聚合物折射微透镜阵列[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

3 刘德森;;方形微透镜阵列的制作及像差分析[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年

4 张彦峰;陈钰杰;余思远;;单晶金刚石微透镜阵列的制备研究[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年

5 iJ，

本文编号：607317