基于介电润湿效应的叠加式液体透镜波前校正

研究中所设计的叠加式液体透镜如图1所示。液体透镜共三层，每层都可视为独立的圆柱体子单元。每个子单元均由直径为2 mm，高度为1 mm的玻璃腔体构成。腔体底部盖片与内壁沉积电极，表面涂覆介电层。Liquid1与Liquid3为导电液体，两者折射率差较大，而Liquid2为非导电液体，与两种导电液体互不相溶。每个圆柱状腔体中分别填充两种液体，如图1(a)所示，导电液体与非导电液体在腔体内形成液体界面，可通过控制侧壁与底部（或顶部）电压对界面面型进行控制，如图1(b)~(d)所示。

 

图2. 叠加液体透镜畸变波前校正原理图。(a) 校正过程；(b) 底层倾斜误差校正；(c) 中层曲率误差校正；(d) 顶层活塞误差校正

图2为叠加式液体透镜用于波前校正的工作示意图。图2(a)中，存在畸变的初始波前通过叠加式液体透镜，三个子单元的工作电压可独立控制，分别用于实现对倾斜误差、曲率误差和活塞误差的补偿与校正。图2(b)~(d)分别对应为每层单元通过控制液面面型变化对倾斜误差、曲率误差和活塞误差的校正原理图。

仿真结果与数据分析

1.工作电压与双液体界面面型分析 

图3. 叠加式液体透镜界面面型图。(a) 自然状态下液体界面；(b) 施加电压使三层液体界面呈平面；(c) 改变底层电压；(d) 改变底层与中层电压；(e) 改变全部三层电压