基于介电润湿三液体双变焦透镜的大变倍比变焦光学系统的设计、建模与像质分析

发布时间：2024-04-26 05:49

　　变焦光学系统是手机、照相机、望远镜、内窥镜、热像仪等光学器件中的关键元件,广泛应用于通讯、医疗、航天等各个领域。传统的变焦光学系统利用电机和齿轮之间的相对移动实现变焦,但是这种机械移动会造成系统易磨损、价格贵、难以实现微型化等缺陷。而基于介电润湿效应的液体透镜具有响应快、功耗低、价格便宜、体积灵巧、易于集成等优点,从而成为变焦光学系统中的新型元件。本文设计了基于介电润湿效应的三液体双变焦液体透镜及三液体可变光轴液体透镜,并在此基础上设计了一种大变倍比、高成像质量的变焦光学系统,主要研究工作如下:1、对介电润湿液体透镜及变焦光学系统的研究背景和研究发展做了较完整的概括,介绍了介电润湿原理,分析了不同结构的介电润湿液体透镜的变焦原理,推导了透镜焦距与施加电压的关系,介绍了两种变焦光学系统的设计方法;2、利用COMSOL仿真软件对基于介电润湿效应的三液体双变焦液体透镜进行建模,仿真模拟电压控制下的液体界面形状的变化,分析三液体双变焦液体透镜的界面面型与焦距的关系,计算透镜的变焦范围;3、设计了基于介电润湿效应的可变光轴液体透镜系统,利用COMSOL软件分别对双液体单变焦和三液体双变焦可变光轴...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 相关概念与基础理论
    2.1 介电润湿理论
        2.1.1 界面与表面
        2.1.2 杨氏方程
        2.1.3 杨氏-李普曼方程
    2.2 基于介电润湿效应的液体透镜
        2.2.1 双液体单变焦液体透镜
        2.2.2 三液体双变焦液体透镜
    2.3 基于介电润湿液体透镜的变焦光学系统
        2.3.1 近轴光线追迹法
        2.3.2 高斯括号法
    2.4 本章小结
第三章 三液体双变焦透镜的建模与仿真
    3.1 三液体双变焦透镜
        3.1.1 模型构建
        3.1.2 材料选择
        3.1.3 仿真分析
    3.2 可调光轴的三液体双变焦透镜
        3.2.1 结构设计
        3.2.2 系统建模
        3.2.3 分析与讨论
    3.3 本章小结
第四章 变焦光学系统的建模与像质分析
    4.1 工作原理
    4.2 参数设计
    4.3 结构优化
    4.4 像质评价
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3964802