CN102338932B - 基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体 - Google Patents
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Abstract
一种基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体属于光学变焦透镜技术领域。该填充液体包括导电液体及与其接触且互不混溶的绝缘液体，所述导电液体是氯化锂水溶液，所述绝缘液体是十四烷和溴十二烷与氯代萘的混合液。本发明采用上述两种填充液体的接触面为透镜，不仅可以使透镜在任意倾斜角度下都能正常工作，而且能够进一步提高透镜的光学功率和工作温度范围。
Description
技术领域
本发明属于光学变焦透镜技术领域，特别涉及基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体。
背景技术
基于介质上的电润湿(electrowetting on dielectric，EWOD)的微型液体变焦透镜通常是以微升甚至纳升量级的水滴等透明导电液体为透镜的主体，利用EWOD改变水滴的表面形状来实现变焦的功能。在实用中，为了避免水滴蒸发等不利因素的影响，必须在水滴的周围填充油等与其互不混溶的透明绝缘液体。这时，水滴与油的界面形状就决定了透镜的焦距大小。为了保证这类液体变焦透镜在使用条件下能够精确调节水与油界面的形状、提高变焦范围，就必须仔细选择水与油的成分。为使透镜工作正常，两种填充液体须满足以下几个条件：(1)密度：两种液体的密度必须相同或相差足够小。相同的密度使得透镜可以在任意倾斜角度下都能正常工作，这对于透镜的实用化相当重要。然而很难找到两种密度完全相同的纯净液体，为此可采用将不同密度的液体按一定比例混合而成的方法达到此项要求；(2)折射率：两种液体的折射率相差越大越好。折射率相差越大，透镜对于光线的折射作用越大，透镜的光学功率更高；(3)温度：为了满足透镜能工作在-25℃到70℃的温度范围内，两种液体的沸点和熔点都必须满足一定条件：沸点要高于70℃，熔点要低于-25℃；且液体的热膨胀系数要合适。(4)粘度：为了保证透镜的正常工作和变焦速度，两种液体的粘度不能太大。(5)化学性质：要求两种液体无毒且化学性质稳定。
在现有基于EWOD的微型液体变焦透镜的报道中，导电液体通常为K2SO4或Na2SO4水溶液，绝缘液体为phenylmethylsiloxane或1-bromododecane。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体，包括导电液体及与其接触且互不混溶的绝缘液体。所述导电液体是氯化锂水溶液，氯化锂的质量百分比为1-25％；所述绝缘液体是十四烷和溴十二烷与氯代萘的混合液，所述混合液中十四烷、溴十二烷和氯代萘的体积比为：(1-7)∶(1-7)∶(6-12)。
所述导电液体中氯化锂优选的质量百分比为10-20％；所述混合液中十四烷、溴十二烷和氯代萘优选的体积比为：(2-5)∶(2-5)∶(8-10)。
所述导电液体与绝缘液体的质量密度相同。
本发明的有益效果为：该填充液体配制方便，在介质上的电润湿效应明显，有效避免导电溶液中水分的挥发，不仅可以使透镜在任意倾斜角度下都能正常工作，而且能够进一步提高透镜的光学功率和工作温度范围，从而提高透镜的变焦能力。
具体实施方式
本发明提供了一种基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体，下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
实施例1
选取质量浓度20％的LiCl溶液作为导电液体，实验测得它的凝固温度至少低于-20℃，密度为1.10g/ml。绝缘混合液中，十四烷、溴十二烷和氯代萘的体积比为10∶17∶25。
实施例2
选取质量浓度10％的LiCl溶液作为导电液体；绝缘混合液中，十四烷、溴十二烷和氯代萘的体积比为7∶4∶12。
实施例3
选取质量浓度15％的LiCl溶液作为导电液体；绝缘混合液中，十四烷、溴十二烷和氯代萘的体积比为7∶8∶13。
Claims (2)
1.一种基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体，包括导电液体及与其接触且互不混溶的绝缘液体，其特征在于，导电液体与绝缘液体的质量密度相同；所述导电液体是氯化锂水溶液，氯化锂的质量百分比为1-25％；所述绝缘液体是十四烷和溴十二烷与氯代萘的混合液，所述混合液中十四烷、溴十二烷和氯代萘的体积比为：(1-7)∶(1-7)∶(6-12)。
2.根据权利要求1所述的基于介质上电润湿的微型液体变焦透镜内的填充液体，其特征在于，所述导电液体中氯化锂优选的质量百分比为10-20％；所述混合液中十四烷、溴十二烷和氯代萘优选的体积比为：(2-5)∶(2-5)∶(8-10)。
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| 《基于介质上电润湿的平面可变焦液体微透镜》;欧阳帆等;《传感技术学报》;20061031;第19卷(第5期);1747-1749 * |
| 欧阳帆等.《基于介质上电润湿的平面可变焦液体微透镜》.《传感技术学报》.2006,第19卷(第5期),1747-1749. |
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