CN102037390A - 可变光学系统和部件 - Google Patents

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Abstract

一种可变光学系统，所述可变光学系统包括可变光学组件，所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。依赖于在每层中使用的材料，可以在每层中维持恒定的体积。公开了采用构成光学组件的材料的各种组合的布置以及其它光学系统和部件。

Description

可变光学系统和部件
技术领域
本发明的实施例涉及采用可变形材料的多个组合的可变光学系统及其安装布置，以改变材料的光学性质和/或光学系统的光学性能。
背景技术
普通类型的可变聚焦系统包括多个固体透镜，在多个固体透镜中可以改变两个或更多个透镜之间的相对距离来改变透镜系统的焦距。这种系统的缺点是相对大的形状因子，这对合并了可变聚焦系统的器件的尺寸有所限制。
随着对小型化器件的需求的增大，期望具有更小的形状因子和改良性能的光学系统。
发明内容
本发明的实施例涉及可变光学系统，通过控制在光学系统中构成光学组件的一层或多层的变形或者通过提供适当的刺激来改变可变光学系统的光学性质和/或性能。光学性质的实例包括但不限于折射率、透射系数、色散系数、偏振和拉伸性。光学性能的实例包括但不限于焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能。
该光学组件包括多个可变形层，其中一层或多层选择性地可操作为改变所述层的光学性质和/或改变光学系统的光学性能，同时在每层中维持相对恒定的质量。在由不可压缩材料形成的每层中可以维持恒定的体积。在由可压缩材料形成的每一层中体积可以发生改变。包括所述层中的最外层在内的每层具有光学功能并且可以选择性地独立于或者依赖于另一层而变形。最外层可以可操作为引发均匀的或非均匀的厚度。一层或多层可以可操作为引发凸的、凹的、奇球形的或偶球形的或其它类型的光学表面。
例如弹性体/弹性材料和可流动材料的可变形材料的各种组合可以构成光学组件。光学组件还可以包括一个或多个作为光学元件的非弹性材料。为了控制多层中的一层的变形，可以将适当的致动器耦合到将要变形的层/材料。
本发明的实施例在提供具有小而紧凑的形状因子而不损害系统性能的可变光学系统的方面特别有利。
附图说明
图1A至1E示出导致可变光学组件的形状和/或厚度的改变的变形的实例；
图2A至2G示出在各种光学组件中的弹性体材料、可流动材料、菲涅尔透镜或它们的组合的可能的布置的实例；
图3A是耦合到可变光学组件的最外层的压电致动器的侧横截面图；
图3B是图3A的局部顶视图；
图3C是耦合到另外的可变光学组件的最外层的压电致动器的侧横截面图；
图3D至3G是各种堆叠式致动器的侧视图；
图3H至3I示出衬底上的波纹曲面的实例；
图3J至3L示出耦合到可变光学组件的压电致动器的可能的布置的实例；
图3M是安装在音圈电机(VCM)上的可变光学组件的横截面图；
图4A至4C示出具有可能的变形的光学组件；
图4D至4F示出光学组件的各种可调谐参量；
图5A至5C示出用于改变孔径尺寸的光学系统的各种图；
图5D至5E示出用于改变孔径尺寸的另外的可变光学系统；
图5F示出具有与可变光学系统配合布置的偏振器的图5D的可变光学系统；
图5G示出用于改变孔径尺寸的又一个可变光学系统；
图5H示出与偏振器配合的另一可变光学系统；
图6A至6B示出可变波导的实例；
图6C至6D示出可变干涉仪的实例；
图6E至6F示出分插复用器的实例；
图7A至7C示出可变棱镜的实例；
图8A至8D示出可变滤光器及其变形的各种图；
图9A至9B示出可变反射器系统及其变形；
图10A至10D示出可变菲涅尔透镜系统及其变形；
图10E示出可变菲涅尔透镜系统的另一实例；
图11A至11J示出采用菲涅尔透镜和可变光学系统的各种组合；
图12A至12E示出具有可变光栅及其变形的可变光学系统的实例；
图13A至13C示出可调谐分插复用器系统的实例；
图14A至14E示出可变光学系统的各种布置；
图15示出形状改变镜(shape-changing mirror)；
图16示出具有可调谐非反射性质的可变光学系统；
图17A至17D示出可变形光栅光调制器(DGM)及其变形的实例；
图18A至18D示出可变反射棱镜的实例；
图19A至19F示出可变法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪及其变形；
图19G至19J示出图19A至19F的可变法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪的可能的变形；
图20示出可调谐IR法布里-珀罗干涉仪；
图21A至21C示出采用图14C的可变光学系统的各种组合；
图22示出采用多个光学组件的光导；
图23示出递变分层透镜系统。
具体实施方式
在下面的描述中，阐明了许多具体的细节，以提供对本发明的各种说明性的实施例的彻底的理解。然而，本领域的技术人员将明白，没有某些或全部这些具体的细节也可以实施本发明的实施例。在其它情况下，并未详细地描述众所周知的处理操作，以免不必要地模糊所描述的实施例的有关方面。在全部附图中，相似的附图标记指代相同或相似的功能或者特征。
本发明的实施例涉及可变光学系统，该可变光学系统可操作为改变它的光学性质和/或光学性能。可变光学系统可以包括由以并置(juxtaposed)布置的方式彼此覆盖的多个层形成的可变光学组件，其中每层具有光学功能。一层或多层可以独立于或者依赖于另一层而选择性地可操作为改变该层的光学性质和/或光学系统的光学性能。光学组件包括最外层，最外层形成至少部分地包围内部层的膜。最外层被布置为对进入光学组件的入射光束进行接收，并可以包括能以凸的和凹的形状状之间的任何程度变形的可变光学表面或区域。通过控制光学组件中的一层或多层的变形，可以按照需求改变可变光学系统的光学性能，可变光学系统的光学性能包括但不限于焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能。所述层的变形可以改变所述层的形状和/或厚度，同时在所述层中维持恒定的质量。在下面描述的实施例中，如果所述层(弹性体材料和/或可流动材料)是由不可压缩材料形成的，所述层的体积可以维持恒定。或者，如果所述层(弹性体和/或可流动材料)是由可压缩材料形成的，所述层的体积可以发生变化或改变。通过对光学组件中的一层或多层提供适当的刺激(例如通过耦合刺激器)，可以按照需求改变光学性质，光学性质包括但不限于折射率、偏振、透光系数、色散本领和拉伸性。在下面的实施例中，适当的刺激包括但不限于热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体。
在某些实施例中，可变光学组件可以由具有光学功能的单一可变形层形成，其中层可操作为改变层的光学性质和/或光学性能，同时在层中维持恒定的质量。该单一层可以耦合至致动器，该致动器用于控制层的变形以在其中选择性地引发凸的、凹的、奇球形的或偶球形的光学表面来改变它的光学性能。该单一层也可以接收适当的刺激来改变它的光学性质。
光学组件的一层或多层的变形可以导致各种形状和配置。作为一个整体的可变光学组件可以按照需求采取任何适当的形状，形状包括但不限于凸面、凹面、圆形、椭圆形、正方形、矩形和多边形。最外层可以包括可在基本上均匀的厚度和非均匀的厚度之间变形的可变光学区域。图1A示出可变光学组件101经历在平凸和平凹之间的形状的变形的实例，同时最外层102维持它的均匀厚度。图1B示出可变光学组件101经历厚度和形状的变形的实例，并且更具体地，透镜组件的最外层102在均具有非均匀厚度的双凸形状和双凹形状之间变化。图1C示出与图1B相似的实例，并且更具体地，最外层在变形之前和之后具有边缘厚度。图1D示出可变光学组件101经历厚度的变形的实例，并且更具体地，最外层102在具有基本上均匀的厚度的凸凹形和具有基本上非均匀的厚度的双凸形状之间变化。图1E示出经历厚度和形状的变形的可变光学组件的实例，并且更具体地，最外层102的光学表面在双凸形状和具有凸凹形的最外层102之间变化，这两种形状都具有非均匀的厚度。
图1A至1E还示出入射在可变光学组件101的最外层102上的光束。同时图1A至1E示出可变光学组件101的可能的变形的实例，可以理解的是本发明的实施例并不限于这些实例。
可以采用各种布置将各种类型的材料应用到可变光学组件中。可变光学组件的多个层可以包括多种可变形材料，例如弹性体(elastomeric)/弹性(elastic)材料、可流动材料。依赖于需求，可变光学组件的多个层还可以包括与可变形材料组合使用的非弹性/固定材料。在图2A至2G中示出了材料的各种组合的各种布置。
图2A示出由以并置布置的方式布置的两层弹性体材料202a和202b形成的光学组件101。在本发明的实施例中选择使用的弹性体/弹性材料(以下称为“弹性体材料”)应该是可伸展的、和/或柔性的、和/或易弯的、和/或柔顺的、和/或有弹性的、和/或有回弹力的、和/或在拉伸应力和/或压缩应力下能够变形的。弹性体材料在变形后能够或不能够返回原始的状态。弹性体材料可以按照需求具有任何期望水平的透光度。依赖于需求，相同的弹性体材料可以在可变光学组件的两层或更多层中使用。或者，不同的弹性体材料可以在光学组件的多层中使用。弹性体材料202a和202b可以具有相同或不同的折射率、厚度、形状、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
图2B示出了由两层形成的光学组件101，这两层包括以并置布置的方式布置的弹性体材料202a和可流动材料204a。在本发明的实施例中所选择使用的可流动材料可以以具有流体性质的液体、或气体、或半固体(凝胶)的状态提供。或者，可流动材料可以以固体状态提供但是在光学组件的操作期间配置为具有流体性质，例如通过施加如热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体的适当的刺激。可流动材料的一个实例是液晶。弹性体材料和可流动材料可以具有相同或不同的折射率、厚度、形状、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
图2C示出了光学组件101，其中几种弹性体材料202a、202b和可流动材料204a、204b以交替布置的方式加以布置。依赖于需求，弹性体材料可以采用相同或不同的材料。类似地，可流动材料可以采用相同或不同的材料。图2D示出弹性体材料202a覆盖由两种可流动材料204a、204b形成的布置的光学组件101。在图2D的实例中以及将可流动层204a、204b布置为彼此相邻的其它布置中，相邻可流动层204a、204b可以采用不能混合的不同材料。图2E示出由两种可流动材料204a、204b形成的布置插入在两种弹性体材料202a、202b之间的光学组件。图2F示出菲涅尔(Fresnel)透镜108插入在例如可流动材料204a和弹性体材料202a的两层之间的光学组件。图2G示出了在可流动材料204a中设置气穴442以增大光学组件的光焦度的的光学组件。不应该从受限的意义上解释图2A至2G的说明，因为合并了以上任何布置的其它组合是可能的。例如，按照需求、通过适当的修改，对以上任何布置也可以采用非弹性或固定透镜。
为了控制光学组件的一层或多层的变形，可以采用适当的致动系统。致动系统和方法的实例包括但不限于压电致动器、音圈电机、电磁铁致动器、热致动器、双金属致动器和电润湿器件。在具有多层的光学组件中，可以采用一个或多个致动器对层的变形进行控制，该控制依赖于期望对层进行独立的还是相依的控制。
根据本发明的实施例，可以设置第一致动器并将其耦合至一层或多层用于使耦合至第一致动器的所述层变形。更具体地，第一致动器可以耦合至最外层102的外围边缘处以施加径向拉伸应力或压缩应力。参照图3A，示出了耦合到光学组件的压电致动器300的侧横截面图，该光学组件具有由弹性体材料202a形成的最外层102和由可流动材料204a以及透镜或透明衬底206形成的内部层。压电致动器300可以包括安装在衬底304(例如金属、塑料等)上的压电材料302，衬底304耦合至透镜组件的最外层102。衬底304还可以耦合至可变光学系统的用于支撑的外壳400。当激活压电致动器300时，在衬底304中引发位移，该位移依次使最外层(102和/或202a)变形，同时维持被包围的可流动材料204a的恒定的质量。参照图3B，示出了图3A的压电致动器的顶视图。在图3B中，孔径438通向布置在其中的弹性体材料202a。压电材料302可以设置为椭圆形的、圆形的、矩形的或任何其它形状，其具有通过其的用于布置光学组件的开口。图3C示出与图3A相似的压电致动器的另一实例，但是弹性体材料202a插入在衬底304和可流动材料204a之间。
如果需要，可以设置第二致动器并将其耦合至透镜组件的另一层以独立地控制该另一层的变形。依赖于需求，可以设置另外的致动器并将其耦合至任何其它所选择的层以独立地/互补地控制所述其它所选择的层的变形。
在某些实施例中需要致动衬底304的更大的挠度(deflection)以引发更大的变形，可以以堆叠式压电致动器的形式设置压电致动器。在图3D的堆叠式致动器中，压电材料302和致动衬底304以交替的方式加以布置。更具体地，致动衬底通过粘合剂306或其它已知的方法耦合至邻近的压电材料。在图3E的堆叠式致动器中，依次插入在多个压电材料302之间的多个致动衬底304通过例如粘合剂或其它已知的方法耦合在一起。在图3F的堆叠式致动器中，依次插入在多个致动衬底304之间的多个压电材料302耦合在一起。在图3G的堆叠式致动器中，安装在致动衬底304上或耦合至致动衬底304的多种(例如三种)压电材料耦合在一起。
在其它实施例中，致动衬底304可以包括波纹曲面以增大致动衬底304的机械放大。致动衬底可以通过粘合剂粘接至压电材料。波纹曲面的实例在图3H和3I中示出。
可以使用其它致动材料来替代性地使用压电材料302，这些致动材料例如形状记忆合金、人工肌肉、离子导电聚合物或者可以由于刺激的施加而改变其形状或引发应力/应变的任何材料。
除了用于控制光学组件106的一层或多层的变形的一个或多个致动器之外，另外的(或第三)致动器300可以耦合至整个可变光学组件106以按照需求沿着其光轴或在任何其它方向移动组件。参照图3J，示出了将整个光学组件耦合至第三致动器300的布置。光学组件耦合至第三致动器300的衬底304用于引发光学组件的位移。还可以由使用适当的耦合支撑可变光学系统的外壳400来支撑衬底304。在图3J中标号为106的可变光学组件可以是图1A-1E、2A-2G、3A-3M、5A-5G中示出的任何组件，或者在此描述的任何其它配置。
图3K示出如下布置：其中致动器300耦合至可变/固定光学组件106以对光学组件的移动和/或光学组件的变形进行控制。致动器300还可以耦合至与光学组件106并置的一层或多层可流动材料204a、204b以控制所述层的变形。在该实例中，当致动器移动光学组件106时，在可变材料中引发变形，同时维持可流动材料的恒定的质量。可以设置盖子436来保护可流动材料204a、204b脱离周围环境。图3L示出与图3K相似的布置。然而，在图3L中，弹性体202a、202b与可流动材料204a、204b并置。
图3M是安装在音圈电机(VCM)上的可变光学组件106的横截面图，该音圈电机用于控制可变光学组件沿着其光轴的移动314。可变光学组件106可以布置在依次插入在永久磁体环310之间的导电线圈308(电磁体)内。可变光学组件106可以通过弹簧312耦合至外壳400以抑制可变光学组件106的移动314。
在某些实施例中，可以使用电润湿来控制例如弹性体材料、或可流动材料或它们的组合的层的变形。为了这个目的，所述层应该是导电的。导电层/电极耦合至电介质材料，该电介质材料依次耦合至导电可流动材料。当电场施加至导电可流动材料时，导电可流动材料之间的接触角发生改变以对层/电极的变形进行控制。
图4A示出根据本发明的一个实施例、具有由外部的弹性体材料202a和内部的可流动材料204a形成的分层布置的光学(透镜)系统。弹性体材料202a耦合至致动器300，用于控制弹性体材料202a的变形。可流动材料204a由致动器300、光学系统的外壳400和远离弹性体材料202a布置的透明衬底/透镜206包围。弹性体材料202a和可流动材料204a都具有光学功能。当激活致动器300时，致动衬底中的移动在弹性体材料202a和可流动材料204a中引发适当的变形，以维持可流动材料204a的相对恒定的质量。图4B示出可流动材料的变形，该变形在弹性体材料中引发凸形状以形成凸透镜，同时可流动材料204a的体积维持相对恒定。图4C示出可流动材料的变形，该变形在弹性体材料中引发凹形状以构成凹透镜，同时可流动材料204a的体积维持相对恒定。
为了使各种层/材料变形，同时维持它们的恒定的质量和/或体积，可以改变光学组件的各种物理参数。图4D、4E和4F是光学组件的简化图，示出光学组件的各种可调谐的参数。通过将致动器适当地耦合至光学组件，可以使高度(H1、H2、H3)、长度(L1、L3)、宽度(W3)、半径(R2)或它们的组合发生变化或变形以改变最外层(例如透镜)的形状，同时内部层的体积维持恒定。
根据本发明的一个实施例，可以改变构成光学组件的一层或多层的光学性质和/或物理性质，例如折射率、透光系数、吸收系数、色散本领、偏振和拉伸性。为了该目的，可以向选择的层施加适当的刺激，适当的刺激例如热、光、电磁辐射、磁场、或电场、或它们的组合。
图5A-5F示出用于通过改变材料的透光系数或偏振来改变孔径尺寸的光学系统的各种图。图5A示出具有分层布置的可变光学组件的侧视图，该分层布置这样形成：第一顶部透明衬底206(例如弹性体/非弹性材料)覆盖由透明电极环210构成的第二层，由透明电极环210构成的第二层又覆盖由可流动材料204a构成的第三层(例如液晶)，由可流动材料204a构成的第三层又覆盖由透明电极208构成的第四层，由透明电极208构成的第四层又覆盖由透明衬底206构成的第五层。通过施加适当的刺激可以单独地或彼此独立地激活由透明电极环210构成的第二层以改变可流动材料204a的透光系数或光偏振的方向并由此控制孔径的尺寸。适当的刺激包括但不限于电场和电势。图5B-5C示出通过选择性地激活电极环210、分别具有小孔径和增大的孔径的图5A的光学组件的顶视图。这可以替代性地认为是光阀。
图5D和5E示出可以用作电控光闸或孔径的可变光学组件。该可变光学组件包括由其间插入有可流动材料204a(例如液晶)的透明同心电极环208(例如氧化铟锡，ITO)所构成的第一和第二层形成的分层布置。第一和第二电极环层相对于彼此偏移地布置。电极环208所构成的层将接收例如电势、电场的刺激以改变可流动材料的透光系数和/或光偏振的方向从而改变孔径尺寸。图5D示出非激活或关断状态，在该状态下光可以穿过电极环208所构成的层和可流动材料204a所构成的层。图5E示出激活或接通状态，在该状态下可流动材料204a中的某些区域444呈现为不透光，例如对偏振光在某个方向上是不透明的。不透明区域以倾斜的或成一定角度的方式进行布置以防止光透过相邻电极208之间的可流动材料204a。通过在电极环208所构成的层之间施加电势或电场，相邻电极208之间的可流动材料204a中的区域444可以呈现为不透明的，例如对偏振光在某个方向上是不透明的。孔径还可以设置为TFT(薄膜晶体管)显示器。通过控制TFT显示器中的TFT像素可以改变孔径的尺寸。为了该目的，可以设置不同尺寸的同心环以实现可变孔径。
在某些实施例中，可以布置一个或多个偏振器446对进入图5A、5D和5E的光学组件的光束进行偏振。图5F示出具有与光学组件配合布置的偏振器的图5D、5E的布置。
图5G示出用于改变孔径尺寸的光学系统。在图5G中，单一不透明弹性体202a设置在光学组件中并耦合至致动器300。由弹性体材料202a中的开口提供孔径454。通过使用致动器控制弹性体材料202a的变形，弹性体材料202a可以扩大或缩小以改变孔径的尺寸。
图5H示出与偏振器配合布置的可变光学系统。该可变光学系统包括由可流动材料204a(例如液晶)和与可流动材料204a配合布置的电极212形成的光学组件。电极212可以选择性地可操作为/激活为由于刺激的施加而改变透射过可流动材料204a的光束的偏振方向(由图示箭头示出)，同时电极214可以维持非激活。偏振器446可以布置在可变光学系统和可以向各个方向发射光的光源452之间。偏振器可以只允许偏振光(例如竖直偏振光)进入可变光学系统。
根据本发明的一个实施例，操作可变光学系统的方法涉及提供包括多层的光学组件，每层具有光学功能。所述层可以可操作为改变一层或多层的光学性质和/或改变光学组件的光学性能。为了该目的，可以将一个或多个致动器耦合至一层或多层以控制耦合到致动器的层的变形来改变层的光学性质和光学性能。还可以将适当的刺激施加到一层或多层以控制一层或多层的一个或多个光学性质和/或光学性能。
为了说明的目的，在接下来的段落中，参照附图描述本发明的实施例的各种应用。
参照图6A-6B，示出了具有可变光学(或光程差，OPD)组件以提供可变路径长度或可变路径差的可变波导。布置在波导中的OPD组件可以包括弹性体材料202a(图6A)、或可流动材料204a、或多种弹性体材料(图6B)或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合(图6B)。可沿着波导材料416一体地合并可变OPD组件。因此，一个或多个致动器300(或刺激器)可以适当地合并在波导中以操作OPD组件。材料/层的变形可以是用以改变透射过其的光束的光程差的伸长或收缩。变形可以引发材料/层的偏振的改变。
参照图6C-6D示出动态可调谐的干涉仪。干涉仪可以采用包括单一弹性体材料(图6C)、多种弹性体材料(图6B)或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合的可变(OPD)组件。可以分别沿着干涉仪的两个臂418一体地布置OPD组件。一个或多个致动器300(或刺激器)可以沿着每个臂418适当地布置以操作OPD组件。材料/层的变形可以是用以改变透射过其的光束的光程差的伸长或收缩。变形可以引发材料/层的偏振的改变。如果需要，可以沿着每个干涉仪臂418一体地布置多个可变OPD组件。通过将可变OPD组件暴露于不同的刺激以获得将与关注的刺激的各种性质相应的各种光程差，可变OPD组件可以用作传感器。
在图6C中示出的OPD组件和致动器的布置通过适当的修改可以适用于具有接收彼此独立或相依的输入的两个或更多个臂的分插复用器(add-drop multiplexer)。图6E示出具有多个输入臂420和输出臂的分插复用器，输入臂420用于接收在一个或多个频率(f1、f2、f3、......fn)上的输入光束，输出臂用于将输出光束作为输入光束的函数加以传输，输入光束的函数包括但不限于例如：f(f1+f2+f3+...+fn)和f(f1-f2+f3+...+fn)的函数。致动器可以耦合至至少一层，用于对该层的变形进行控制来改变透射过该层的光束的光程差。
图6F示出具有可变光耦合系数(或光程差，OPD)的组件以提供可变路程长度和可变光耦合系数的另一波导。OPD组件可以布置在多种波导材料416中并可以包括弹性体材料202a。可沿着多种波导材料416一体地合并OPD组件。一个或多个频率(例如(f1，f2，f3))的输入光束可以由波导接收以透射过OPD组件，并且在每种波导材料416上产生不同的输出光束，例如，如示出的OUT1(f1，f2)和OUT2(f3)。可以适当地合并一个或多个致动器300(或刺激器)以对OPD组件进行操作。材料/层的变形可以是用以改变透射过其的光束的光程差的伸长或收缩。变形可以引发材料/层的偏振的改变。
参照图7A-7C，示出了可变棱镜。可变棱镜可以采用可变光学(棱镜)组件，该组件包括单一弹性体材料(图7A)、或多种弹性体材料、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合(图7B)。在图7B的实例中，可变棱镜可以具有一般三角形的基底。弹性体材料202a构成棱镜系统的最外层102，同时可流动材料或另外的弹性体材料构成内部层。致动器300可以至少耦合至最外层102以控制它的变形，例如选择性地改变进入棱镜的光束的光程。图7A-7B还示出可变光学组件102的如用虚线指出的可能的变形。图7C示出图7A的可变棱镜的透视图。
参照图8A-8D，示出了可变滤光器的横截面图。可变滤光器可以采用可变光学(滤光器)组件，该组件包括单一弹性体材料(图8A)、多种弹性体材料(图8B至8D)、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。组件可以由块形成，该块具有贯穿其的、间隔开的多个开口402。在图8C-8D的实例中，该块可以由多种弹性体材料202a、202b的一体布置形成。可选地，可以在弹性体材料202a、202b的每个边上设置电介质涂层来形成气孔或开口402的壁，或者在贯穿的孔的内壁上设置电介质涂层。或者，弹性体材料可以用电介质材料制成。一个或多个致动器300可以耦合至弹性体材料202a、202b以控制它的变形。当致动器300激活时，可以对弹性体材料202a、202b的厚度和/或形状进行控制，来改变气孔402的深度和/或直径。致动器将改变开口的直径和/或高度以获得透射过滤光器的光束的预定滤光波长。图8D示出致动器300的激活减小弹性体材料202a、202b二者的厚度(TM)以减小气孔的直径(ΦAC)，同时维持滤光器的长度(L)恒定之后的图8C的可变滤光器。图8B是图8A的可变滤光器的顶视图。此外，通过将刺激施加至一层或多层可以改变输出滤光波长。
参照图9A-9B，示出了可变反射器系统的横截面图。可变反射器系统可以采用可变光学(反射器)组件，该组件包括多种弹性体材料、或者至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图9A的实例中，反射器组件包括可流动材料204a和外部的弹性体材料202a，弹性体材料202a具有涂覆有反射材料404使得反射材料404上的入射光束可以被完全、基本上或部分地反射的光学表面。弹性体材料202a和可流动材料204a可以耦合至致动器300，用于控制材料的变形。在可变反射器系统的操作期间并依赖于需求，激活致动器300以改变弹性体材料202a的形状(即曲率)并由此引发可流动材料204a的厚度和/或形状的改变。致动器还改变入射在反射材料404上的光束的方向。图9B示出在图9A的可变反射器系统中的弹性体材料202a的曲率的改变的实例。
在某些采用多种弹性体材料的实施例中，可以获得各种形状的反射器，例如具有波状/粗糙的反射表面。在其它实施例中，通过将刺激施加至所述层，所述层中的至少一层可以变形。
参照图10A-10E示出可变菲涅尔透镜系统的横截面图。可变菲涅尔透镜系统可以采用可变光学(菲涅尔透镜)组件，该组件包括单一或多种弹性体材料、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图10A-10E的实例中，可变菲涅尔光学组件包括可流动材料204a和外部的弹性体材料202a，外部的弹性体材料202a具有由光栅或同心环状部分形成在其上的光学表面，弹性体材料202a即菲涅尔透镜108。弹性体材料202a可以耦合至致动器300以控制透镜系统的厚度和/或形状。还可以设置例如透明衬底的衬底206连同外壳400以对可流动材料204a进行维持。在可变菲涅尔透镜系统的操作期间并依赖于需求，可以改变菲涅尔透镜系统的各种参数。这些参数的实例包括但不限于光栅的曲率、光栅的深度、光栅的长度(螺距，x)和菲涅尔透镜108的曲率。图10B示出在图10A的菲涅尔透镜系统中螺距从X1扩大或增大到X2的实例。图10C示出被可操作地变形以在菲涅尔透镜中设置凸形状的菲涅尔透镜系统。图10D示出被可操作地变形以在菲涅尔透镜中设置凹形状的菲涅尔透镜系统。图10E示出其中两个菲涅尔透镜之间插入可变光学组件的菲涅尔透镜系统。在以上描述的可变菲涅尔透镜系统中，菲涅尔透镜可以具有正或负菲涅尔模式，或两者的组合。
参照图11A-11J，示出了包括与可变光学组件配合布置的菲涅尔透镜的可变光学系统的横截面图。菲涅尔透镜系统可以采用固定的菲涅尔透镜或可变光学(菲涅尔透镜)系统。在图10A-10E中示出可变菲涅尔透镜系统的实例。根据本发明的实施例，可变光学组件可以包括至少一种弹性体材料202a和至少一种可流动材料204a。
在图11A的实例中，固定菲涅尔透镜108与可变光学组件通过二者之间的气隙或其它介质间隔开。
在图11B的实例中，可变光学组件被设置为与固定菲涅尔透镜并置并且远离菲涅尔透镜108的光栅。在图11C的实例中，可变光学组件被布置为与固定菲涅尔透镜并置并且与菲涅尔透镜108的光栅接触。在图11D的实例中，在插入在两个可变光学组件之间的菲涅尔透镜108的相对侧设置光栅。菲涅尔透镜108的相对侧的光栅可以被布置为与两个可变光学透镜组件接触。在图11E的实例中，菲涅尔透镜插入在两个可变光学组件之间并且被在菲涅尔透镜和可变光学组件之间的气隙402或其它介质分离开。在示出闪光棱镜组件的图11F、11G的实例中，闪光灯442或光源被布置为与菲涅尔透镜和可变光学组件的各种组合间隔开地配合，用于聚焦从闪光灯442中发射的光束。闪光灯442可以具有用于改变光束方向的反射镜450。在以上描述的实例中，菲涅尔透镜可以具有正或负菲涅尔模式，或两者的组合。图11H是图11A的变体，但是菲涅尔透镜布置在可变光学组件的不同侧。图11I是图11F的变体，但是菲涅尔透镜布置在可变光学组件的不同侧。在图11J中，菲涅尔光栅形成在邻近的层，例如弹性体材料202a和可流动材料204a，之间的界面上。一个或多个致动器300可以耦合至可变光学组件和/或菲涅尔透镜108，以控制耦合至致动器300的各个透镜系统的变形来聚焦或散焦入射光束。其它采用菲涅尔透镜108与可变透镜组件配合的布置是可能的。依赖于应用，菲涅尔透镜108可以是可变菲涅尔透镜或固定菲涅尔透镜。闪光灯可以是相机闪光灯。可变菲涅尔透镜可变形为实现可变聚焦/性能菲涅尔透镜。
参照图12A-12D，示出了具有可变光栅的可变光学系统的横截面图。可变光学系统可以采用可变光学(光栅)组件，该组件包括单一弹性体材料(图12A-12B)、多种弹性体材料(12C-12D)、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图12C的实例中，致动器300可以耦合至弹性体材料202a、202b中的一个以控制它的变形。特别地，致动器300耦合至布置在光栅布置的外围的光栅424。在系统的操作期间并依赖于需求，可以通过激活致动器300来增大或减小在光栅之间的间隔或气隙。此外，通过致动器的动作或者适当刺激的施加，可以改变可变光学系统的光栅常数。图12C示出可变光栅组件包括多种弹性体材料202a、202b的可变光学系统。图12D示出处于变形状态中的图12C的可变光学系统。特别地，光栅424的各种参数发生了变化，这些参数即光栅424之间的间隔或气隙(x1≠x2)、光栅424的高度(d1≠d2)和光栅424的宽度(y1≠y2)。
图12E示出具有可变光栅的可变光学系统的顶横截面图，其中致动器300耦合至每个光栅424以对所有光栅424的变形提供直接和同时的控制。
参照图13A-13C，示出了可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统。可调谐分插复用器系统可以采用可变光学(复用器)组件，该组件包括单一弹性体材料、多种弹性体材料、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图13A-13C中，复用器组件包括外部的弹性体材料202a和可流动材料204a。反射涂层或表面404可以布置在最靠外的表面上或远离最外层的表面上，例如，在远离可流动材料204a的外壳400的表面上(图13A)，以及在与可流动材料相邻的外壳的表面上(图13B)。在两种情况中，从输入光纤光缆406a发射的光束可以进入可变复用器组件并且当入射到反射涂层404上时被反射。被反射的光束然后可以由输出光纤光缆406b接收。为了这个目的，致动器300可以耦合至弹性体材料202a以改变最外层(光学空腔)的厚度和/或形状来改变系统的可调谐性。可以设置外壳400以对可流动材料204a进行维持。一个或多个光纤光缆可以与内部层或最外层接触。在图13C中，反射涂层404被布置在弹性体材料202a的外表面并且因此入射光束在不进入弹性体材料202a和可流动材料204a的情况下由反射涂层404反射。
参照图14A-14E，示出了可变光学系统的横截面图，可变光学系统采用可变光学组件和固定或动态形状可变透镜(软透镜)110的组合用于例如摄影的成像应用。在图14A中，固定或动态形状可变透镜110插入在两个可变透镜系统之间。一个或多个致动器300可以耦合至所选择的层以控制耦合至致动器的所选择的层的变形。通过使一层或多层变形，可变光学系统可以设置变焦和聚焦功能。虽然在图14A的实例中，作为整体，设置了凸透镜。可以理解的是，根据本发明的实施例可以设置例如凹面、凸凹形、双凹形、球形和非球形的其它形状。
在图14B的实例中，可以设置中心透镜112、两侧透镜114、116并且至少部分地被可流动材料204a围绕。弹性体材料202a可以设置在可流动材料204a的两侧。按照需求，中心透镜112、两侧透镜114、116可以是固定或动态形状可变透镜。一个或多个致动器300可以耦合至所选择的层以控制耦合至致动器的所选择的层的变形。通过使一层或多层变形，可变光学系统可以设置变焦和聚焦功能。可以理解的是，根据本发明的实施例可以设置例如凹面、凸凹形、双凹形、球形和非球形的其它形状。图14B的实例可以与多层透镜配置合并。
在图14C的实例中，通过采用插入在两个可变透镜组件之间的固定或动态形状可变透镜110形成第一透镜组。该第一透镜组与第二透镜组通过气隙402或其它介质分离开。第二透镜组由与一个可变棱镜组件并置的固定或动态形状可变透镜110形成，并且与第三组合通过气隙402或其它介质分离开。依赖于需求，多个致动器300可以耦合至可变透镜统的所选择的材料以控制耦合至致动器300的材料的变形。成像平面或传感器408可以适当地与透镜系统的组合配合布置，以接收通过组件的光束从而在平面或传感器408上形成像。
在图14D的实例中，固体或固定透镜或半固定透镜或动态形状可变透镜110插入在可流动材料204a、204b的层之间。另外，弹性体材料202a、202b设置在可流动材料204a、204b的每一侧。每种弹性体材料202a、202b耦合至致动器300用于按照需求控制光学系统的变形。致动器上的变形将会引发可流动材料204a、204b、弹性体材料202a、202b和插入在可流动材料之间的透镜110的变形。或者弹性体材料202a、202b的变形可以引发可流动材料204a、204b中的至少一个的变形。还设置了外壳400以维持以上描述的各种材料。在两侧使用的弹性体材料202a、202b可以是相同或不同的材料。
在图14E的实例中，固体或固定透镜或半固定透镜或动态形状可变透镜110插入在可流动材料204a、204b的层之间并耦合至致动器300用于按照需求控制透镜的变形。另外，弹性体材料202a设置在可流动材料204a、204b的每一侧。透镜110的变形将会引发可流动材料204a、204b和弹性体材料202a的变形。还设置了外壳400以维持以上描述的各种材料。
参照图15示出形状改变镜(shape-changing mirror)的横截面。形状改变镜可以采用可变光学(镜)组件，该组件包括至少一种弹性体材料、至少一种可流动材料和反射表面涂层的组合。在图15的实例中，镜组件包括可流动材料204a和最靠外(或内部)的弹性体材料202a，弹性体材料202a具有涂覆有反射材料404的外部光学表面。弹性体材料202a可以耦合至被适当布置的致动器300以改变可流动材料204a和弹性体材料202a的厚度和/或形状。在图15中用虚线指出弹性体材料202a连同其反射涂层404的可能的变形。通过刺激的施加或者致动器，可以改变反射材料的倾斜或形状。
通过设置半透明或半镀银反射涂层404，从图15的实例中可以获得可变比率分束器。当具有半透明反射涂层的弹性体材料202a扩大时，半透明涂层反射较少的光，由此增大光透射。当具有半透明反射涂层的弹性体层202a缩小时，半透明涂层反射较多的光，由此减少光透射。以这种方式，可以获得可变比率分束器的效果。
参照图16，示出了具有可调谐非反射性质的可变非反射系统的横截面图。具有可调谐非反射性质的可变光学(非反射)系统可以采用可变非反射组件，该可变非反射组件包括单一弹性体材料、或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图16的实例中，透镜组件包括外部的弹性体材料202a和可流动材料204a。致动器300可以耦合至弹性体层202a以通过致动器的变形来改变弹性体层202a的厚度和/或形状。在可变光学系统的操作期间并依赖于需求，弹性体材料202a可以变形以改变进入弹性体材料202a的反射光束104的光程差。以预定的厚度和波长，入射至外部弹性体材料202a上的光束产生多个反射光束104，反射光束104发生破坏性干涉使得在弹性体材料202a处不获得反射。通过刺激的施加或者致动器，可以改变层的厚度。
参照图17A-17D，示出了可变形光栅光调制器(DGM)的横截面图。可变形光栅光调制器(DGM)可以采用DGM组件，DGM组件包括单一弹性体材料(图17A-17B)，或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合(图17C-17D)。在图17A-17B的实例中，DGM组件包括耦合至用于控制弹性体材料202a的变形的致动器300的弹性体材料202a。在可变形光栅光调制器(DGM)的操作期间并依赖于需求，光栅可以相对于(离开或朝向)周围的反射表面404移动以获得衍射或反射的效果。图17A示出具有在上方的光栅(在λ/2距离处，λ是光束的波长)以获得全反射效果的可变光栅光调制器。图17B示出具有在下方的光栅(λ/4)以获得衍射效果的可变光栅光调制器。
在图17C-17D的实例中，DGM组件包括弹性体材料202a和可流动材料204a，可流动材料204a耦合至用于控制材料的变形的致动器300。在可变形光栅光调制器的操作期间并依赖于需求，光栅可以离开或朝向周围的反射表面进行移动以获得衍射或反射的效果。图17C示出具有在上方的光栅以获得全反射效果的可变光栅光调制器。图17D示出具有在下方的光栅以获得衍射效果的可变光栅光调制器。DGM可以作为入射光束的反射器件和/或衍射器件而工作。
参考图18A-18D，示出了可变反射棱镜的横截面图。可变反射棱镜可以由光学(棱镜)组件形成，该组件包括一种弹性体材料或至少一种弹性体材料和至少一种可流动材料的组合。在图18A的实例中，可变棱镜组件包括对第一可流动材料204a进行密封以构成棱镜结构的外部弹性体材料202a。应该注意的是，可以用两种或更多种弹性体材料对第一可流动材料进行密封并且这些弹性体材料可以是彼此独立地/相依地变形。另外，可以设置第二可流动材料204b对部分棱镜结构进行包围。可以选择相同或不同的材料用作第一或第二可流动材料204a、204b。致动器300可以耦合至弹性体材料202a以改变棱镜的厚度、形状和/或位置。在操作期间并依赖于需求，改变棱镜结构的尺寸、形状和/或位置以改变反射光的量。图18A示出在可以对光束进行全反射的“像素接通”位置的可变反射棱镜。在没有反射的“像素关断”位置，用虚线指出外部弹性体材料202a的位置。
在图18B的实例中，可变反射棱镜组件包括由弹性体材料202a形成的棱镜结构，弹性体材料202a在其中封入气穴402。设置可流动材料204a对部分棱镜结构进行包围。虚线指出棱镜结构的可能的变形。
在图18C的实例中，可变反射棱镜组件由单一弹性体材料202a形成，在单一弹性体材料202a中设置有开口448。开口448由有角度的表面形成。虚线指出弹性体材料202a的可能的变形。
在图18D的实例中，可变反射棱镜组件由可流动材料204a和单一弹性体材料202a形成，在单一弹性体材料202a中设置有开口448。开口448由相交的有角度的表面形成。虚线指出弹性体材料202a的可能的变形。
参考图19A-19F，示出了可变法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉仪或标准具的横截面图。可变法布里-珀罗干涉仪或标准具可以由包括有单一弹性体材料或插入到两种弹性体材料202a、202b中的至少一种可流动材料204a的光学组件形成。弹性体材料202a、202b布置为在预定距离处彼此平行并可以具有设置在弹性体材料202a、202b的表面上的半镀银涂层440。图19A-19F示出设置在弹性体材料202a、202b的外部表面上的半镀银涂层440，可以理解的是，涂层440可以设置在弹性体材料202a、202b的内表面上。一个或多个致动器300可以耦合至弹性体材料202a、202b以改变弹性体材料202a、202b的厚度、形状、或位置、或它们的组合。当光束进入弹性体材料202a、202b之一时，光束在两种弹性体材料202a、202b之间被内部反射。当激活致动器300时，弹性体材料202a、202b可以适当地变形以调整二者之间的间隔，使得间隔是入射光束的波长的整数倍。以这种方式，入射光束可以透射过干涉仪或标准具。通过改变弹性体材料202a、202b之间的距离或半镀银涂层之间的间隔，可以调整谐振通带。图19B示出在弹性体材料202a、202b之间具有增大的间隔、形成双凸面结构的图19A的可变法布里-珀罗干涉仪。图19C示出在弹性体材料202a、202b之间具有减小的间隔、形成双凹面结构的图19A的可变法布里-珀罗干涉仪。图19D示出在以平行布置进行设置的弹性体材料202a、202b之间具有减小的间隔的图19A的可变法布里-珀罗干涉仪。图19E示出在以平行布置进行设置的弹性体材料202a、202b之间具有增大的间隔的图19A的可变法布里-珀罗干涉仪。图19F示出具有波纹状支架410的可变法布里-珀罗干涉仪，波纹状支架410将外部的弹性体或非弹性材料耦合至致动器和/或外壳以有助于材料的平行移动。类似地，弹性体或非弹性材料可以是半镀银的并且其间插入有至少可流动材料204a。在其它实施例中，可变法布里-珀罗干涉仪或标准具可以由包括单一或多种弹性体材料的光学组件形成。
图19G-19J示出在图19A-19F中示出的可变法布里-珀罗干涉仪的可能的变形。更具体地，致动器300使干涉仪的光学组件变形以维持恒定的形状和体积。在该连接中，光学组件的尺寸(a，b，c，a′，b′，c′)具有适当的大小以获得恒定形状和体积。图19G-19H示出一个实施例的可能的变形，而图19I-19J示出另一个实施例的可能的变形。当使用不可压缩材料时，为了使形状和体积维持恒定，对于图19G和19H的实施例应该满足条件a×b×c＝a′×b′×c′，并且对于图19I和19J的实施例应该满足条件∏r2h＝∏(r′)2h′。当使用可压缩材料时，以上条件可以需要或可以不需要。
参考图20示出可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪的横截面图。可调谐IR法布里-珀罗干涉仪可以由光学组件形成，该光学组件包括插入在两种弹性体材料202a、202b之间的可流动材料204a以及在可流动材料204a内与弹性体材料202a、202b并置布置的多个电介质镜412。一个或多个致动器300可以耦合至弹性体材料202a、202b以改变弹性体材料202a、202b的厚度、形状、或位置、或它们的组合。更具体地，弹性体材料202a、202b和/或可流动材料的变形改变电介质镜412之间的间隔(Y)以调谐红外法布里-珀罗干涉仪。在其它实施例中，可调谐IR法布里-珀罗干涉仪可以由包括单一或多种弹性体材料的光学组件形成。
某些上述应用的组合可以设想为与反射器件配合地用于各种光学系统应用，反射器件例如镜、固定棱镜、可变棱镜，用于将光束转向至可变光学系统。可以配合布置成像平面或传感器408来接收来自可变光学系统的光束。例如，图21A示出在例如成像和摄影的某些光学应用中与图14C的可变光学系统配合布置的镜414。镜414可以用于弯曲或改变入射光束的方向以使得该光束被定向穿过一个或多个光学组件的组合从而最终在成像平面或传感器408上形成像。代替使用镜414，可以通过适当的修改使用棱镜或具有反射表面的棱镜。图21B示出与图14C的可变光学系统配合布置的固定棱镜426。图21C示出与图14C的可变光学系统配合布置的可变棱镜428。
图22示出合并在光导432中以在成像平面408上捕获目标物430的像的多个光学系统。设置为固定或可变透镜组件434的第一光学系统可以紧接着目标物430进行布置。设置为固定透镜组件或包括多种弹性体材料或至少弹性体材料202a和可流动材料204a的可变透镜组件的第二光学系统，可以紧接着成像平面408或器件进行布置，以便将透射过光导432的光束或像聚焦到成像平面408上。
图23示出递变分层透镜系统。递变分层透镜系统可以由几个并置的层形成，这些层例如弹性体材料202a-202g、可流动材料或它们的组合。所述层可以具有不同的光学性质(例如折射率)，使得光束可以以非直线的或弯曲的路径行进从而透射过分层透镜。可以设置外壳400以对多个层进行维持并且可以设置衬底206以允许光束的输出透射。可以设置在较早段落中描述的致动器300以致动在递变分层透镜系统中的一层或多层的变形。
在以上的实施例以及其它实施例中，在光学系统中的相邻层之间的界面可以具有鲜明的(轮廓分明的)边界或扩散的(轮廓较不鲜明的)边界。
本发明的实施例在增强各种光学应用的性能方面特别地有利，这些应用包括但不限于多功能透镜、单透镜、双合透镜、消色差透镜、复消色差透镜、超级消色差透镜、三重物镜、目镜、放大镜、平视显示器、无焦系统、扩束镜、库克三片镜(cooke triplet)、反远距(inverse telephoto)、反远距焦点(retrofocus)、广角镜头、远距照相、双凹凸镜头、全景镜头、复合镜头、佩兹伐(Petzval)镜头、微观物镜、双高斯镜头、中继镜头、内窥镜、潜望镜、瞄准镜、反射式望远镜、折反射系统、视野开阔望远镜、扫描F-θ(F-theta)透镜、激光聚焦透镜、航空摄影镜头、变焦镜头、红外透镜、紫外透镜、投影镜头、棱镜、楔形、梯度折射率透镜和衍射光学透镜。
可以理解的是，这里描述的各种光学系统的多层结构可以通过包括但不限于滴涂、模制(如注射模制)、铸造、布局、固化、熔融，或以上或其它方法的任何组合的方法进行制造。
考虑到本发明的说明书和实践，对本领域普通技术人员而言其它实施例将是显然的。此外，为了清楚描述的目的使用了某个术语，但并不限制本发明。应该认为以上描述的实施例和特征是示例性的，本发明由附加的权利要求而限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
2.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
3.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的其余层而变形。
4.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为依赖于所述层中的另一层的变形而变形。
5.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为接收刺激，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的可变光学系统，其中所述刺激将改变光学性质、光学性能和物理形状中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的可变光学系统，其中所述光学性质是折射率、透光系数、吸收系数、色散本领和偏振中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述光学性能是焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括至少可流动材料和弹性体材料。
10.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料构成所述层中的最外层并且选择性地可操作为在其中引发均匀的或非均匀的厚度。
11.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料和可流动材料可操作为在其中引发凸的或凹的光学表面。
12.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中光线入射到的所述层中的最外层包括能以凸的和凹的形状之间的任何程度变形的光学表面。
13.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以凝胶、气体、液体或半固体的状态提供。
14.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以固体状态提供并且可操作为通过施加刺激而具有流体性质。
15.根据权利要求14所述的可变光学系统，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的可变光学系统，其中所述可流动材料是液晶。
17.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中在所述可流动材料中设置气穴以增大所述光学组件的光焦度。
18.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括以交替布置的方式设置的多种可流动材料和弹性体材料。
19.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括在以并置布置的方式设置的弹性体材料和多种可流动材料，其中所述可流动材料是彼此不能混合的。
20.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述层中的一层，用于控制其变形。
21.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器包括安装在第一衬底上的第一致动材料，所述第一致动材料和所述第一衬底具有通过它们的开口，所述开口用于在其中布置所述层中的至少一层，所述第一衬底耦合至所述层中的所述一层。
22.根据权利要求21所述的可变光学系统，其中所述第一致动材料是压电材料、形状记忆合金、双金属材料和热材料中的一种。
23.根据权利要求20所述的可变光学系统，还包括第二致动器，所述第二致动器耦合至所述层中的另一层，用于控制其变形。
24.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述光学组件，用于控制所述光学组件的移动。
25.根据权利要求24所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将引发与所述光学组件并置的层的变形。
26.根据权利要求25所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将使像聚焦至成像平面上。
27.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是堆叠式致动器。
28.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是电润湿器件，所述电润湿器件包括耦合至电介质材料的导电可流动材料，所述电介质材料耦合至所述层中的所述一层。
29.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括音圈电机，用于控制所述可变光学组件沿着光轴的移动。
30.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层具有不同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
31.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层具有相同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
32.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述可变光学组件用在波导、干涉仪、分插复用器、棱镜、反射器系统、滤光器、可变菲涅尔透镜系统、具有可变光栅的光学系统、可调谐分插复用器、形状改变镜、可变比率/多比率分束器、可变变焦/聚焦透镜系统、具有可调谐非反射性质的可变透镜系统、可变形光栅光调制器(DGM)、反射棱镜、法布里-珀罗干涉仪和可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪中的一种中。
33.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有鲜明的边界。
34.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有扩散的边界。
35.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量和恒定的体积，其中每层具有光学功能。
36.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
37.根据权利要求36所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
38.根据权利要求36所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层，用于在所述层中引发凸的、凹的、偶球形的和奇球形的光学表面中的至少一个。
39.根据权利要求36所述的可变光学系统，其中所述层可操作为接收刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、压力、应力、磁场和电场中的至少一种。
40.一种可变光学系统，包括：
透镜组件，所述透镜组件包括至少第一弹性体层和至少第一可流动层；以及
至少第一致动器，所述第一致动器耦合至所述层中的一层，用于使耦合至所述第一致动器的所述层变形，以在至少所述层中改变形状、厚度或二者。
41.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一可流动材料的变形引发所述第一弹性体材料的变形。
42.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述透镜组件还包括第二弹性体层、第二可流动层和非弹性层，所述非弹性层插入在所述第一弹性体层和所述第二弹性体层之间。
43.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中至少所述第一可流动层中具有气穴，以增大所述透镜组件的光焦度。
44.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层包括可变光学区域，所述可变光学区域能在基本上均匀的厚度和非均匀的厚度之间变形。
45.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层包括可变光学区域，所述可变光学区域能以凸形状和凹形状之间的任何程度变形。
46.根据权利要求40所述的可变光学系统，还包括第二致动器，所述第二致动器耦合至所述层中的至少另一层，用于独立于或依赖于耦合至所述第一致动器的所述层使所述至少另一层变形。
47.根据权利要求40所述的可变光学系统，还包括第三致动器，所述第三致动器是压电致动器，所述压电致动器包括安装在第三衬底上的第三压电材料，所述第三压电材料和所述第三衬底具有通过它们的开口，所述开口用于在其中布置所述透镜组件，所述透镜组件耦合至所述第三衬底用于沿着所述透镜组件的光轴移动所述透镜组件。
48.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层上形成有光栅或可变菲涅尔透镜。
49.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，其中每层具有光学功能，所述层包括至少可流动材料和弹性体材料，其中所述可流动材料是液晶。
50.一种方法，包括：
提供包括多个可变形层的光学组件，每个所述层具有光学功能；并且
选择性地操作所述层中的至少一层以改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
51.根据权利要求50所述的方法，还包括在所述层中维持恒定的体积。
52.根据权利要求50所述的方法，其中选择性地操作包括对所述层中的所述至少一层的变形进行控制以改变所述光学组件的光学性能。
53.根据权利要求50所述的方法，其中选择性地操作包括向所述层中的所述至少一层施加刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
54.一种用于改变孔径尺寸的可变光学系统，包括：
可变光学组件，具有分层布置，所述分层布置由其间插入可流动材料的透明电极层形成，其中所述电极层将接收刺激以改变所述可流动材料的透光系数或光偏振方向从而改变孔径尺寸，同时在所述可流动材料中维持恒定的质量。
55.根据权利要求54所述的可变光学系统，其中所述可流动材料包括液晶。
56.根据权利要求54所述的可变光学系统，其中所述刺激是电场或电势。
57.一种用于改变孔径尺寸的可变光学系统，包括：
可变光学组件，具有分层布置，所述分层布置由其间插入可流动材料的第一和第二透明电极层形成，其中所述电极层将接收刺激以改变所述可流动材料的透光系数或光偏振方向从而改变孔径尺寸，同时在所述可流动材料中维持恒定的质量。
58.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述可流动材料包括液晶。
59.根据权利要求58所述的可变光学系统，其中所述刺激是电场或电势。
60.根据权利要求57所述的可变光学系统，还包括至少偏振器，所述偏振器与所述光学组件配合布置以使进入所述光学组件的光偏振。
61.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述可变形层包括弹性体材料。
62.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述第一透明电极层相对于所述第二透明电极层偏移地布置。
63.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，所述层中具有孔径；以及
致动器，耦合至所述层用于控制所述层的变形以改变所述孔径的尺寸，同时在所述层中维持恒定的体积和/或恒定的质量。
64.根据权利要求63所述的可变光学系统，其中所述可变形层包括弹性体材料。
65.一种可变光学系统，包括：
插入在多个电极之间的可流动层，所述多个电极可操作为由于刺激的施加而改变透射过所述可流动层的光束的偏振方向，同时在所述层中维持恒定的质量。
66.根据权利要求65所述的可变光学系统，其中所述可流动层包括液晶。
67.根据权利要求65所述的可变光学系统，还包括：偏振器，被布置为使进入所述可变光学系统的所述光束偏振。
68.一种波导，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量；以及，
波导材料，一体地合并了所述第一层。
69.根据权利要求68所述的波导，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
70.根据权利要求69所述的波导，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
71.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
72.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形将引发所述层的偏振的改变。
73.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形将改变两种相邻波导材料之间的耦合常数。
74.一种干涉仪，包括：
多个干涉仪臂，每个所述臂包括具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量。
75.根据权利要求74所述的干涉仪，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二可变形层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述干涉仪的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
76.根据权利要求75所述的干涉仪，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
77.根据权利要求74所述的干涉仪，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
78.根据权利要求74所述的干涉仪，其中所述变形将引发所述层的偏振的改变。
79.一种分插复用器，包括：
多个复用器臂，每个所述臂至少包括具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述层的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
80.根据权利要求79所述的分插复用器，其中所述复用器臂将接收彼此独立或相依的输入。
81.根据权利要求79所述的分插复用器，还包括：
致动器，耦合至所述层，用于控制所述层的变形。
82.根据权利要求81所述的分插复用器，其中所述变形将改变透射过所述层的光束的光程差和/或偏振。
83.一种棱镜，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述第一层/棱镜的光学性质、所述第一层/棱镜的物理性质和所述棱镜的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量。
84.根据权利要求83所述的棱镜，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述第二层/棱镜的光学性质、所述第二层/棱镜的物理性质和所述棱镜的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
85.根据权利要求84所述的棱镜，还包括：
致动器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
86.根据权利要求85所述的棱镜，其中所述致动器将选择性地改变进入所述棱镜的光束的光程。
87.一种滤光器，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述滤光器的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且
其中所述第一层包括多个贯穿其的开口。
88.根据权利要求87所述的滤光器，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述滤光器的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
89.根据权利要求87所述的滤光器，还包括电介质材料，所述电介质材料设置在所述开口的壁上。
90.根据权利要求87所述的滤光器，还包括其中所述层由电介质材料形成。
91.根据权利要求88所述的滤光器，还包括：
致动器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
92.根据权利要求87所述的滤光器，其中将通过向所述第一层施加刺激来改变输出滤光波长。
93.根据权利要求91所述的滤光器，其中所述致动器将改变所述开口的直径和/或高度，以获得透射过所述滤光器的光束的预定滤光波长。
94.一种反射器系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：反射器系统/所述层中的至少一层的光学性质、反射器系统/所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，涂覆在所述层中的至少一层上。
95.根据权利要求94所述的反射器系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
96.根据权利要求94所述的反射器系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
97.根据权利要求94所述的反射器系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层中的至少一层以控制所述反射材料的形状，从而改变入射到所述反射材料上的光束的方向。
98.根据权利要求94所述的反射器系统，其中将通过向所述层中的至少一层施加刺激来使所述层中的所述至少一层变形。
99.一种菲涅尔透镜系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且
其中所述层中的至少一层是菲涅尔透镜。
100.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述菲涅尔透镜被提供为最外层或内部层。
101.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
102.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
103.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件配合布置。
104.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件通过气隙间隔开。
105.根据权利要求103所述的可变光学系统，还包括第二可变光学组件，其中所述菲涅尔透镜插入在所述第一可变光学组件和所述第二可变光学组件之间。
106.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件并置。
107.根据权利要求103所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
108.根据权利要求107所述的可变光学系统，还包括闪光灯，所述闪光灯与所述可变光学系统配合布置。
109.根据权利要求108所述的可变光学系统，其中所述闪光灯是相机闪光灯。
110.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜可变形为实现可变聚焦/性能菲涅尔透镜。
111.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
菲涅尔光栅，所述菲涅尔光栅形成在相邻层之间的界面上。
112.根据权利要求111所述的可变光学系统，其中所述相邻层包括弹性体材料和可流动材料。
113.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的第一光栅层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且其中所述第一层包括多个光栅。
114.根据权利要求113所述的可变光学系统，还包括：与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
115.根据权利要求114所述的可变光学系统，还包括：
致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
116.根据权利要求115所述的可变光学系统，其中将通过所述致动器或者通过向所述第一层和所述第二层中的至少一层施加刺激来改变所述可变光学系统的光栅常数。
117.一种可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，布置为远离所述层中的最外层。
118.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
119.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
120.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层中的至少一层，用于控制其变形。
121.根据权利要求120所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中通过所述致动器的动作或者刺激的施加，所述最外层将改变所述系统的可调谐性。
122.根据权利要求121所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，还包括光缆，所述光缆用于发射光束到所述光学组件并接收来自所述光学组件的反射光束。
123.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为或形状可变为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
124.根据权利要求123所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是固定透镜或动态形状可变透镜。
125.根据权利要求123所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是气隙。
126.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至弹性体材料，用于控制其变形。
127.根据权利要求126所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
128.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至所述透镜，用于控制其变形。
129.根据权利要求128所述的可变光学系统，其中所述透镜的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
130.一种形状改变镜，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，布置在所述层中的最外层或内部层的光学表面上。
131.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中所述层包括多种弹性体材料。
132.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
133.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述反射材料的倾斜或形状。
134.一种具有可调谐非反射性质的非反射系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且
其中所述层中的最外层选择性地可变形为提供来自所述最外层的多个反射光束的破坏性干涉。
135.根据权利要求134所述的非反射系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
136.根据权利要求134所述的非反射系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
137.根据权利要求134所述的非反射系统，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述层的厚度。
138.一种可变形光栅光调制器(DGM)，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变形光栅光调制器的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且
其中所述第一层可操作为相对于反射表面移动。
139.根据权利要求138所述的可变形光栅光调制器，还包括：第二可变形层，所述第二可变形层与所述第一层并置，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述第二层的光学性质、所述第二层的物理性质和所述可变形光栅光调制器的光学性能。
140.根据权利要求138所述的可变形光栅光调制器，其中，同时在所述可变形光栅光调制器中维持恒定的质量是将作为入射光束的反射器件和/或衍射器件而工作。
141.一种反射棱镜，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且，
其中所述层中的一层将构成棱镜结构。
142.根据权利要求141所述的反射棱镜，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
143.一种反射棱镜，包括：
可变光学组件，包括弹性体材料，所述弹性体材料选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述组件的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述材料中维持恒定的质量，其中所述材料具有光学功能，并且，
其中所述弹性体材料具有由相交的有角度的表面形成的开口。
144.根据权利要求143所述的反射棱镜，其中所述可变光学组件还包括与所述弹性体材料并置的可流动材料。
145.一种法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且，
其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
146.根据权利要求145所述的法布里-珀罗干涉仪，还包括设置在所述两种弹性体材料中的每一种上的半镀银涂层。
147.根据权利要求146所述的法布里-珀罗干涉仪，其中所述两种弹性体材料中的每一种上的所述半镀银涂层之间的间隔将被改变。
148.一种可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，以及，
多个间隔开的电介质镜，布置在所述层中的一层中。
149.根据权利要求148所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
150.根据权利要求148所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中将通过所述可流动材料和所述弹性体材料中的至少一种的致动来改变所述电介质镜之间的间隔。
151.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
反射器件，所述反射器件用于将光束转向至所述可变光学组件；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
152.根据权利要求151所述的可变光学系统，其中所述反射器件是镜、固定棱镜和可变棱镜中的一种。
153.一种系统，包括：
多个光学系统，每个所述光学系统包括至少可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中所述层具有光学功能；
光导，合并了所述光学系统；以及
成像平面，用于接收透射过所述光学系统和光导的光束。
154.一种递变分层透镜系统，包括：
多个可变形层和/或不可变形层，所述层彼此并置并且具有不同的光学性质以使光束以非直线路径透射过所述层，所述层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、物理性质和光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
155.根据权利要求154所述的递变分层透镜系统，其中所述层包括弹性体材料和可流动材料中的至少一种。
156.一种操作可变光学系统的方法，所述可变光学系统具有多个可变形层，每层具有光学功能，所述方法包括：
通过向所述层中的至少一层施加刺激或致动移动，改变下列中的至少一个：所述层中的所述至少一层的光学性质、物理性质和光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
157.根据权利要求156所述的方法，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
158.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形。
159.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
160.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的其余层而变形。
161.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为依赖于所述层中的另一层的变形而变形。
162.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为接收刺激，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
163.根据权利要求162所述的可变光学系统，其中所述刺激将改变光学性质、光学性能、物理形状和物理性质中的至少一个。
164.根据权利要求163所述的可变光学系统，其中所述光学性质是折射率、透光系数、吸收系数、色散本领和偏振中的至少一个。
165.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述光学性能是焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能中的至少一个。
166.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层包括至少可流动材料和弹性体材料。
167.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料构成所述层中的最外层并且选择性地可操作为在其中引发均匀的或非均匀的厚度。
168.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料和可流动材料可操作为在其中引发凸的或凹的光学表面。
169.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中光线入射到的所述层中的最外层包括能以凸的和凹的形状之间的任何程度变形的光学表面。
170.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以凝胶、气体、液体或半固体的状态提供。
171.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以固体状态提供并且可操作为通过施加刺激而具有流体性质。
172.根据权利要求171所述的可变光学系统，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
173.根据权利要求171所述的可变光学系统，其中所述可流动材料是液晶。
174.根据权利要求166所述的可变光学系统，其中在所述可流动材料中设置气穴以增大所述光学组件的光焦度。
175.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层包括以交替布置的方式设置的多种固体、可流动和弹性体材料。
176.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层包括以并置布置的方式设置的固体材料、弹性体材料和多种可流动材料，其中所述可流动材料是彼此不能混合的。
177.根据权利要求158所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述层中的至少一层，用于控制其变形。
178.根据权利要求177所述的可变光学系统，其中所述第一致动器包括安装在第一衬底上的第一致动材料，所述第一致动材料和所述第一衬底具有通过它们的开口，所述开口用于在其中布置所述层中的至少一层，所述第一衬底耦合至所述层中的所述一层。
179.根据权利要求178所述的可变光学系统，其中所述第一致动材料是压电材料、形状记忆合金、双金属材料和热材料中的一种。
180.根据权利要求177所述的可变光学系统，还包括第二致动器，所述第二致动器耦合至所述层中的另一层，用于控制其变形。
181.根据权利要求158所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述光学组件，用于控制所述光学组件的移动。
182.根据权利要求181所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将引发与所述光学组件并置的层的变形。
183.根据权利要求182所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将使像聚焦至成像平面上。
184.根据权利要求177所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是堆叠式致动器。
185.根据权利要求177所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是电润湿器件，所述电润湿器件包括耦合至电介质材料的导电可流动材料，所述电介质材料耦合至所述层中的所述一层。
186.根据权利要求158所述的可变光学系统，还包括音圈电机，用于控制所述可变光学组件沿着光轴的移动。
187.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层具有不同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合
188.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层具有相同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
189.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述可变光学组件用在波导、干涉仪、分插复用器、棱镜、反射器系统、滤光器、可变菲涅尔透镜系统、具有可变光栅的光学系统、可调谐分插复用器、形状改变镜、可变比率/多比率分束器、可变变焦/聚焦透镜系统、具有可调谐非反射性质的可变透镜系统、可变形光栅光调制器(DGM)、反射棱镜、法布里-珀罗干涉仪和可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪中的一种中。
190.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有鲜明的边界。
191.根据权利要求158所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有扩散的边界。
192.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量和恒定的体积，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形。
193.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
194.根据权利要求193所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
195.根据权利要求193所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层，用于在所述层中引发凸的、凹的、偶球形的和奇球形的光学表面中的至少一个。
196.根据权利要求193所述的可变光学系统，其中所述层可操作为接收刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、压力、应力、磁场和电场中的至少一种。
197.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形，所述层包括至少可流动材料和弹性体材料，其中所述可流动材料是液晶。
198.一种方法，包括：
提供包括多个可变形层的光学组件，每个所述层具有光学功能；并且
选择性地操作所述层中的至少一层以改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形。
199.根据权利要求198所述的方法，还包括在所述层中维持恒定的体积。
200.根据权利要求198所述的方法，其中选择性地操作包括对所述层中的所述至少一层的变形进行控制以改变所述光学组件的光学性能。
201.根据权利要求198所述的方法，其中选择性地操作包括向所述层中的所述至少一层施加刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
202.一种波导，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量；以及，
波导材料，一体地合并了所述第一层。
203.根据权利要求202所述的波导，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量，其中所述第一层和所述第二层中的一个选择性地可操作为独立于所述第一层和所述第二层中的另一个而变形。
204.根据权利要求203所述的波导，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
205.根据权利要求202所述的波导，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
206.根据权利要求202所述的波导，其中由于在所述层中使用的材料，所述变形将引发所述层的偏振的改变。
207.根据权利要求202所述的波导，其中所述变形将改变两种相邻波导材料之间的耦合常数。
208.一种干涉仪，包括：
多个干涉仪臂，每个所述臂包括具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量。
209.根据权利要求208所述的干涉仪，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述干涉仪的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量，其中所述第一层和所述第二层中的一个选择性地可操作为独立于所述第一层和所述第二层中的另一个而变形。
210.根据权利要求209所述的干涉仪，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
211.根据权利要求208所述的干涉仪，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
212.根据权利要求208所述的干涉仪，其中所述变形将引发所述层的偏振的改变。
213.一种反射器系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：反射器系统/所述层中的至少一层的光学性质、反射器系统/所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；以及
反射材料，涂覆在所述层中的至少一层上。
214.根据权利要求213所述的反射器系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
215.根据权利要求213所述的反射器系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
216.根据权利要求213所述的反射器系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层中的至少一层以控制所述反射材料的形状，从而改变入射到所述反射材料上的光束的方向。
217.根据权利要求213所述的反射器系统，其中将通过向所述层中的至少一层施加刺激来使所述层中的所述至少一层变形。
218.一种菲涅尔透镜系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形，并且
其中所述层中的至少一层是菲涅尔透镜。
219.根据权利要求218所述的菲涅尔透镜系统，其中所述菲涅尔透镜被提供为最外层或内部层。
220.根据权利要求218所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
221.根据权利要求218所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
222.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；以及
菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件配合布置。
223.根据权利要求222所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件通过气隙间隔开。
224.根据权利要求222所述的可变光学系统，还包括第二可变光学组件，其中所述菲涅尔透镜插入在所述第一可变光学组件和所述第二可变光学组件之间。
225.根据权利要求222所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件并置。
226.根据权利要求222所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
227.根据权利要求226所述的可变光学系统，还包括闪光灯，所述闪光灯与所述可变光学系统配合布置。
228.根据权利要求227所述的可变光学系统，其中所述闪光灯是相机闪光灯。
229.根据权利要求222所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜可变形为实现可变聚焦/性能菲涅尔透镜。
230.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；以及
菲涅尔光栅，所述菲涅尔光栅形成在相邻层之间的界面上。
231.根据权利要求230所述的可变光学系统，其中所述相邻层包括弹性体材料和可流动材料。
232.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的第一光栅层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述第一层的光学性质、所述第一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且
其中所述第一层包括多个光栅。
233.根据权利要求232所述的可变光学系统，还包括：与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量，其中所述第一层和所述第二层中的一个选择性地可操作为独立于所述第一层和所述第二层中的另一个而变形。
234.根据权利要求233所述的可变光学系统，还包括：
致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
235.根据权利要求234所述的可变光学系统，其中将通过所述致动器或者通过向所述第一层和所述第二层中的至少一层施加刺激来改变所述可变光学系统的光栅常数。
236.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为或形状可变为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
237.根据权利要求236所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是固定透镜或动态形状可变透镜。
238.根据权利要求236所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是气隙。
239.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至所述弹性体材料，用于控制其变形。
240.根据权利要求239所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
241.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至所述透镜，用于控制其变形。
242.根据权利要求241所述的可变光学系统，其中所述透镜的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
243.一种形状改变镜，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；以及
反射材料，布置在所述层中的最外层或内部层的光学表面上。
244.根据权利要求243所述的形状改变镜，其中所述层包括多种弹性体材料。
245.根据权利要求243所述的形状改变镜，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
246.根据权利要求243所述的形状改变镜，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述反射材料的倾斜或形状。
247.一种具有可调谐非反射性质的非反射系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形，并且
其中所述层中的最外层选择性地可变形为提供来自所述最外层的多个反射光束的破坏性干涉。
248.根据权利要求247所述的非反射系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
249.根据权利要求247所述的非反射系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
250.根据权利要求247所述的非反射系统，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述层的厚度。
251.一种法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形，并且
其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
252.根据权利要求251所述的法布里-珀罗干涉仪，还包括设置在所述两种弹性体材料中的每一种上的半镀银涂层。
253.根据权利要求252所述的法布里-珀罗干涉仪，其中所述两种弹性体材料中的每一种上的所述半镀银涂层之间的间隔将被改变。
254.一种可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形，以及
多个间隔开的电介质镜，布置在所述层中的一层中。
255.根据权利要求254所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
256.根据权利要求254所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中将通过所述可流动材料和所述弹性体材料中的至少一种的致动来改变所述电介质镜之间的间隔。
257.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形；
反射器件，所述反射器件用于将光束转向至所述可变光学组件；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
258.根据权利要求257所述的可变光学系统，其中所述反射器件是镜、固定棱镜和可变棱镜中的一种。
259.一种操作具有多个可变形层的可变光学系统的方法，所述方法包括：
通过向所述层中的至少一层施加刺激或致动移动，改变下列中的至少一个：所述层中的所述至少一层的光学性质、物理性质和光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层中的每层具有光学功能，其中所述层彼此并置，并且其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的相邻一层而变形。
260.根据权利要求259所述的方法，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
261.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，包括多个可变形层和/或不可变形层，所述层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，其中所述层彼此并置并且具有不同的光学性质以使光束以非直线路径透射过所述层。
262.根据权利要求261所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
263.根据权利要求262所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的其余层而变形。
264.根据权利要求262所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为依赖于所述层中的另一层的变形而变形。
265.根据权利要求262所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为接收刺激，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
266.根据权利要求265所述的可变光学系统，其中所述刺激将改变光学性质、光学性能和物理形状中的至少一个。
267.根据权利要求266所述的可变光学系统，其中所述光学性质是折射率、透光系数、吸收系数、色散本领和偏振中的至少一个。
268.根据权利要求261所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述光学性能是焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能中的至少一个。
269.根据权利要求261所述的可变光学系统，其中所述层包括至少可流动材料和弹性体材料。
270.根据权利要求269所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料构成所述层中的最外层并且选择性地可操作为在其中引发均匀的或非均匀的厚度。
271.根据权利要求269所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料和所述可流动材料可操作为在其中引发凸的或凹的光学表面。

Claims (157)

1.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
2.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
3.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为独立于所述层中的其余层而变形。
4.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为依赖于所述层中的另一层的变形而变形。
5.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的一层选择性地可操作为接收刺激，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的可变光学系统，其中所述刺激将改变光学性质、光学性能和物理形状中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的可变光学系统，其中所述光学性质是折射率、透光系数、吸收系数、色散本领和偏振中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述光学性能是焦距、光焦度、反射性能、折射性能、偏振、光斑尺寸、分辨率、调制传递函数(MTF)、畸变和衍射性能中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括至少可流动材料和弹性体材料。
10.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料构成所述层中的最外层并且选择性地可操作为在其中引发均匀的或非均匀的厚度。
11.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料和可流动材料可操作为在其中引发凸的或凹的光学表面。
12.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中光线入射到的所述层中的最外层包括能以凸的和凹的形状之间的任何程度变形的光学表面。
13.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以凝胶、气体、液体或半固体的状态提供。
14.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中所述可流动材料以固体状态提供并且可操作为通过施加刺激而具有流体性质。
15.根据权利要求14所述的可变光学系统，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的可变光学系统，其中所述可流动材料是液晶。
17.根据权利要求9所述的可变光学系统，其中在所述可流动材料中设置气穴以增大所述光学组件的光焦度。
18.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括以交替布置的方式设置的多种可流动材料和弹性体材料。
19.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层包括在以并置布置的方式设置的弹性体材料和多种可流动材料，其中所述可流动材料是彼此不能混合的。
20.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述层中的一层，用于控制其变形。
21.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器包括安装在第一衬底上的第一致动材料，所述第一致动材料和所述第一衬底具有通过它们的开口，所述开口用于在其中布置所述层中的至少一层，所述第一衬底耦合至所述层中的所述一层。
22.根据权利要求21所述的可变光学系统，其中所述第一致动材料是压电材料、形状记忆合金、双金属材料和热材料中的一种。
23.根据权利要求20所述的可变光学系统，还包括第二致动器，所述第二致动器耦合至所述层中的另一层，用于控制其变形。
24.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括第一致动器，所述第一致动器耦合至所述光学组件，用于控制所述光学组件的移动。
25.根据权利要求24所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将引发与所述光学组件并置的层的变形。
26.根据权利要求25所述的可变光学系统，其中所述光学组件的所述移动将使像聚焦至成像平面上。
27.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是堆叠式致动器。
28.根据权利要求20所述的可变光学系统，其中所述第一致动器是电润湿器件，所述电润湿器件包括耦合至电介质材料的导电可流动材料，所述电介质材料耦合至所述层中的所述一层。
29.根据权利要求1所述的可变光学系统，还包括音圈电机，用于控制所述可变光学组件沿着光轴的移动。
30.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层具有不同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
31.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层具有相同的折射率、色散系数、透射系数、拉伸性或它们的组合。
32.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述可变光学组件用在波导、干涉仪、分插复用器、棱镜、反射器系统、滤光器、可变菲涅尔透镜系统、具有可变光栅的光学系统、可调谐分插复用器、形状改变镜、可变比率/多比率分束器、可变变焦/聚焦透镜系统、具有可调谐非反射性质的可变透镜系统、可变形光栅光调制器(DGM)、反射棱镜、法布里-珀罗干涉仪和可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪中的一种中。
33.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有鲜明的边界。
34.根据权利要求1所述的可变光学系统，其中所述层中的相邻层之间的界面具有扩散的边界。
35.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量和恒定的体积，其中每层具有光学功能。
36.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
37.根据权利要求36所述的可变光学系统，其中在所述层中将维持恒定的体积。
38.根据权利要求36所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层，用于在所述层中引发凸的、凹的、偶球形的和奇球形的光学表面中的至少一个。
39.根据权利要求36所述的可变光学系统，其中所述层可操作为接收刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、压力、应力、磁场和电场中的至少一种。
40.一种可变光学系统，包括：
透镜组件，所述透镜组件包括至少第一弹性体层和至少第一可流动层；以及
至少第一致动器，所述第一致动器耦合至所述层中的一层，用于使耦合至所述第一致动器的所述层变形，以在至少所述层中改变形状、厚度或二者。
41.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一可流动材料的变形引发所述第一弹性体材料的变形。
42.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述透镜组件还包括第二弹性体层、第二可流动层和非弹性层，所述非弹性层插入在所述第一弹性体层和所述第二弹性体层之间。
43.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中至少所述第一可流动层中具有气穴，以增大所述透镜组件的光焦度。
44.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层包括可变光学区域，所述可变光学区域能在基本上均匀的厚度和非均匀的厚度之间变形。
45.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层包括可变光学区域，所述可变光学区域能以凸形状和凹形状之间的任何程度变形。
46.根据权利要求40所述的可变光学系统，还包括第二致动器，所述第二致动器耦合至所述层中的至少另一层，用于独立于或依赖于耦合至所述第一致动器的所述层使所述至少另一层变形。
47.根据权利要求40所述的可变光学系统，还包括第三致动器，所述第三致动器是压电致动器，所述压电致动器包括安装在第三衬底上的第三压电材料，所述第三压电材料和所述第三衬底具有通过它们的开口，所述开口用于在其中布置所述透镜组件，所述透镜组件耦合至所述第三衬底用于沿着所述透镜组件的光轴移动所述透镜组件。
48.根据权利要求40所述的可变光学系统，其中所述第一弹性体层上形成有光栅或可变菲涅尔透镜。
49.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，其中每层具有光学功能，所述层包括至少可流动材料和弹性体材料，其中所述可流动材料是液晶。
50.一种方法，包括：
提供包括多个可变形层的光学组件，每个所述层具有光学功能；并且
选择性地操作所述层中的至少一层以改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
51.根据权利要求50所述的方法，还包括在所述层中维持恒定的体积。
52.根据权利要求50所述的方法，其中选择性地操作包括对所述层中的所述至少一层的变形进行控制以改变所述光学组件的光学性能。
53.根据权利要求50所述的方法，其中选择性地操作包括向所述层中的所述至少一层施加刺激以改变所述层的光学性质和物理性质中的至少一个，所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
54.一种用于改变孔径尺寸的可变光学系统，包括：
可变光学组件，具有分层布置，所述分层布置由其间插入可流动材料的透明电极层形成，其中所述电极层将接收刺激以改变所述可流动材料的透光系数或光偏振方向从而改变孔径尺寸，同时在所述可流动材料中维持恒定的质量。
55.根据权利要求54所述的可变光学系统，其中所述可流动材料包括液晶。
56.根据权利要求54所述的可变光学系统，其中所述刺激是电场或电势。
57.一种用于改变孔径尺寸的可变光学系统，包括：
可变光学组件，具有分层布置，所述分层布置由其间插入可流动材料的第一和第二透明电极层形成，其中所述电极层将接收刺激以改变所述可流动材料的透光系数或光偏振方向从而改变孔径尺寸，同时在所述可流动材料中维持恒定的质量。
58.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述可流动材料包括液晶。
59.根据权利要求58所述的可变光学系统，其中所述刺激是电场或电势。
60.根据权利要求57所述的可变光学系统，还包括至少偏振器，所述偏振器与所述光学组件配合布置以使进入所述光学组件的光偏振。
61.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述可变形层包括弹性体材料。
62.根据权利要求57所述的可变光学系统，其中所述第一透明电极层相对于所述第二透明电极层偏移地布置。
63.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，所述层中具有孔径；以及
致动器，耦合至所述层用于控制所述层的变形以改变所述孔径的尺寸，同时在所述层中维持恒定的体积和/或恒定的质量。
64.根据权利要求63所述的可变光学系统，其中所述可变形层包括弹性体材料。
65.一种可变光学系统，包括：
插入在多个电极之间的可流动层，所述多个电极可操作为由于刺激的施加而改变透射过所述可流动层的光束的偏振方向，同时在所述层中维持恒定的质量。
66.根据权利要求65所述的可变光学系统，其中所述可流动层包括液晶。
67.根据权利要求65所述的可变光学系统，还包括：偏振器，被布置为使进入所述可变光学系统的所述光束偏振。
68.一种波导，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量；以及，
波导材料，一体地合并了所述第一层。
69.根据权利要求68所述的波导，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
70.根据权利要求69所述的波导，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
71.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
72.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形将引发所述层的偏振的改变。
73.根据权利要求68所述的波导，其中所述变形将改变两种相邻波导材料之间的耦合常数。
74.一种干涉仪，包括：
多个干涉仪臂，每个所述臂包括具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量。
75.根据权利要求74所述的干涉仪，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二可变形层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述干涉仪的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
76.根据权利要求75所述的干涉仪，还包括：
致动器和/或刺激器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制所述层中的至少一层的变形。
77.根据权利要求74所述的干涉仪，其中所述变形是用以改变光束光程差的、所述层中的所述至少一层的伸长或收缩。
78.根据权利要求74所述的干涉仪，其中所述变形将引发所述层的偏振的改变。
79.一种分插复用器，包括：
多个复用器臂，每个所述臂至少包括具有光学功能的可变形层，其中所述层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述层的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量。
80.根据权利要求79所述的分插复用器，其中所述复用器臂将接收彼此独立或相依的输入。
81.根据权利要求79所述的分插复用器，还包括：
致动器，耦合至所述层，用于控制所述层的变形。
82.根据权利要求81所述的分插复用器，其中所述变形将改变透射过所述层的光束的光程差和/或偏振。
83.一种棱镜，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述第一层/棱镜的光学性质、所述第一层/棱镜的物理性质和所述棱镜的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量。
84.根据权利要求83所述的棱镜，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述第二层/棱镜的光学性质、所述第二层/棱镜的物理性质和所述棱镜的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
85.根据权利要求84所述的棱镜，还包括：
致动器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
86.根据权利要求85所述的棱镜，其中所述致动器将选择性地改变进入所述棱镜的光束的光程。
87.一种滤光器，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述滤光器的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且
其中所述第一层包括多个贯穿其的开口。
88.根据权利要求87所述的滤光器，还包括：
与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述滤光器的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
89.根据权利要求87所述的滤光器，还包括电介质材料，所述电介质材料设置在所述开口的壁上。
90.根据权利要求87所述的滤光器，还包括其中所述层由电介质材料形成。
91.根据权利要求88所述的滤光器，还包括：
致动器，耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
92.根据权利要求87所述的滤光器，其中将通过向所述第一层施加刺激来改变输出滤光波长。
93.根据权利要求91所述的滤光器，其中所述致动器将改变所述开口的直径和/或高度，以获得透射过所述滤光器的光束的预定滤光波长。
94.一种反射器系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：反射器系统/所述层中的至少一层的光学性质、反射器系统/所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，涂覆在所述层中的至少一层上。
95.根据权利要求94所述的反射器系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
96.根据权利要求94所述的反射器系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
97.根据权利要求94所述的反射器系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层中的至少一层以控制所述反射材料的形状，从而改变入射到所述反射材料上的光束的方向。
98.根据权利要求94所述的反射器系统，其中将通过向所述层中的至少一层施加刺激来使所述层中的所述至少一层变形。
99.一种菲涅尔透镜系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且
其中所述层中的至少一层是菲涅尔透镜。
100.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述菲涅尔透镜被提供为最外层或内部层。
101.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
102.根据权利要求99所述的菲涅尔透镜系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
103.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件配合布置。
104.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件通过气隙间隔开。
105.根据权利要求103所述的可变光学系统，还包括第二可变光学组件，其中所述菲涅尔透镜插入在所述第一可变光学组件和所述第二可变光学组件之间。
106.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜与所述第一可变光学组件并置。
107.根据权利要求103所述的可变光学系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
108.根据权利要求107所述的可变光学系统，还包括闪光灯，所述闪光灯与所述可变光学系统配合布置。
109.根据权利要求108所述的可变光学系统，其中所述闪光灯是相机闪光灯。
110.根据权利要求103所述的可变光学系统，其中所述菲涅尔透镜可变形为实现可变聚焦/性能菲涅尔透镜。
111.一种可变光学系统，包括：
第一可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述第一可变光学组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
菲涅尔光栅，所述菲涅尔光栅形成在相邻层之间的界面上。
112.根据权利要求111所述的可变光学系统，其中所述相邻层包括弹性体材料和可流动材料。
113.一种可变光学系统，包括：
具有光学功能的第一光栅层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且其中所述第一层包括多个光栅。
114.根据权利要求113所述的可变光学系统，还包括：与所述第一层并置的第二可变形层，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变光学系统的光学性能，同时在所述第二层中维持恒定的质量。
115.根据权利要求114所述的可变光学系统，还包括：
致动器，所述致动器耦合至所述第一层和所述第二层，用于控制它们的变形。
116.根据权利要求115所述的可变光学系统，其中将通过所述致动器或者通过向所述第一层和所述第二层中的至少一层施加刺激来改变所述可变光学系统的光栅常数。
117.一种可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，布置为远离所述层中的最外层。
118.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
119.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
120.根据权利要求117所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，还包括致动器，所述致动器耦合至所述层中的至少一层，用于控制其变形。
121.根据权利要求120所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，其中通过所述致动器的动作或者刺激的施加，所述最外层将改变所述系统的可调谐性。
122.根据权利要求121所述的可调谐分插复用器/可调谐光学腔系统，还包括光缆，所述光缆用于发射光束到所述光学组件并接收来自所述光学组件的反射光束。
123.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为或形状可变为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
124.根据权利要求123所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是固定透镜或动态形状可变透镜。
125.根据权利要求123所述的可变光学系统，其中所述层中的一层是气隙。
126.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至弹性体材料，用于控制其变形。
127.根据权利要求126所述的可变光学系统，其中所述弹性体材料的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
128.一种可变光学系统，包括：
可变光学组件，包括由可流动材料形成的多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
透镜，插入在所述层之间，所述透镜是固体透镜、固定透镜、半固定透镜和动态形状可变透镜中的一种；
弹性体材料，耦合至每个所述可流动层；以及
至少致动器，耦合至所述透镜，用于控制其变形。
129.根据权利要求128所述的可变光学系统，其中所述透镜的所述变形将引发至少一种所述可流动材料的变形。
130.一种形状改变镜，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；以及
反射材料，布置在所述层中的最外层或内部层的光学表面上。
131.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中所述层包括多种弹性体材料。
132.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
133.根据权利要求130所述的形状改变镜，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述反射材料的倾斜或形状。
134.一种具有可调谐非反射性质的非反射系统，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且
其中所述层中的最外层选择性地可变形为提供来自所述最外层的多个反射光束的破坏性干涉。
135.根据权利要求134所述的非反射系统，其中所述层包括多种弹性体材料。
136.根据权利要求134所述的非反射系统，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
137.根据权利要求134所述的非反射系统，其中将通过致动器或施加刺激来改变所述层的厚度。
138.一种可变形光栅光调制器(DGM)，包括：
具有光学功能的第一可变形层，其中所述第一层可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述可变形光栅光调制器的光学性能，同时在所述第一层中维持恒定的质量，并且
其中所述第一层可操作为相对于反射表面移动。
139.根据权利要求138所述的可变形光栅光调制器，还包括：第二可变形层，所述第二可变形层与所述第一层并置，其中所述第二层可操作为改变下列中的至少一个：所述第二层的光学性质、所述第二层的物理性质和所述可变形光栅光调制器的光学性能。
140.根据权利要求138所述的可变形光栅光调制器，其中，同时在所述可变形光栅光调制器中维持恒定的质量是将作为入射光束的反射器件和/或衍射器件而工作。
141.一种反射棱镜，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且，
其中所述层中的一层将构成棱镜结构。
142.根据权利要求141所述的反射棱镜，其中所述层包括至少弹性体材料和可流动材料。
143.一种反射棱镜，包括：
可变光学组件，包括弹性体材料，所述弹性体材料选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述组件的光学性质、物理性质和光学性能，同时在所述材料中维持恒定的质量，其中所述材料具有光学功能，并且，
其中所述弹性体材料具有由相交的有角度的表面形成的开口。
144.根据权利要求143所述的反射棱镜，其中所述可变光学组件还包括与所述弹性体材料并置的可流动材料。
145.一种法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，并且，
其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
146.根据权利要求145所述的法布里-珀罗干涉仪，还包括设置在所述两种弹性体材料中的每一种上的半镀银涂层。
147.根据权利要求146所述的法布里-珀罗干涉仪，其中所述两种弹性体材料中的每一种上的所述半镀银涂层之间的间隔将被改变。
148.一种可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，包括：
可变光学组件，包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能，以及，
多个间隔开的电介质镜，布置在所述层中的一层中。
149.根据权利要求148所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中所述层包括插入在两种弹性体材料之间的可流动材料。
150.根据权利要求148所述的可调谐红外(IR)法布里-珀罗干涉仪，其中将通过所述可流动材料和所述弹性体材料中的至少一种的致动来改变所述电介质镜之间的间隔。
151.一种可变光学系统，包括：
多个可变光学组件，每个所述可变光学组件包括多个可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能；
反射器件，所述反射器件用于将光束转向至所述可变光学组件；以及
成像平面，所述成像平面与所述可变光学组件配合布置以在所述成像平面上接收像。
152.根据权利要求151所述的可变光学系统，其中所述反射器件是镜、固定棱镜和可变棱镜中的一种。
153.一种系统，包括：
多个光学系统，每个所述光学系统包括至少可变形层，所述可变形层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、所述层中的至少一层的物理性质和所述组件的光学性能，同时在所述层中维持恒定的质量，其中所述层具有光学功能；
光导，合并了所述光学系统；以及
成像平面，用于接收透射过所述光学系统和光导的光束。
154.一种递变分层透镜系统，包括：
多个可变形层，所述层彼此并置并且具有不同的光学性质以使光束以非直线路径射入所述系统，所述层选择性地可操作为改变下列中的至少一个：所述层中的至少一层的光学性质、物理性质和光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
155.根据权利要求154所述的递变分层透镜系统，其中所述层包括弹性体材料和可流动材料中的至少一种。
156.一种操作可变光学系统的方法，所述可变光学系统具有多个可变形层，每层具有光学功能，所述方法包括：
通过向所述层中的至少一层施加刺激或致动移动，改变下列中的至少一个：所述层中的所述至少一层的光学性质、物理性质和光学性能，同时在每层中维持恒定的质量，其中每层具有光学功能。
157.根据权利要求156所述的方法，其中所述刺激是热、光、电磁辐射、应力、压力、磁场、电场、湿气、目标分析物、气体和生物有机体中的至少一种。
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