一种基于渐变折射率流体微透镜的焦斑动态调节方法

摘要

一种基于渐变折射率流体微透镜的焦斑动态调节方法，包括以下步骤：(1)向微腔中注入芯层流体和包层流体，芯层流体和包层流体彼此之间只存在扩散和对流运动而不发生化学反应，包层流体均衡地环绕着芯层流体，芯层流体和包层流体之间不存在相对滑移，两者是具有不同折射率的两种流体；(2)微透镜的光束传播方向与流体流动方向一致；(3)通过调节流体流速、温度、浓度或微流体种类，控制流体扩散过程，实现对微腔中折射率空间分布的调控；(4)当平均流速和芯层流速大于高流速阈值时，腔内的折射率分布的中心区域的折射率最高且为恒定值，伴随着微腔边缘区域的渐变折射率分布形成出射光线焦斑。本发明有效地动态调节焦斑、灵活性良好。

主权项

一种基于渐变折射率流体微透镜的焦斑动态调节方法，其特征在于：该焦斑动态调节方法采用片内焦斑动态可调的流体微透镜，所述流体微透镜包括微腔、芯层流道、包层流道和出口流道，所述包层流道与所述微腔的进口的周围一圈均连通，所述芯层流道与芯层入口连通，所述芯层入口的内径比所述微腔的内径小，且所述芯层入口与所述微腔在同一根轴线上，所述芯层入口的出口处与所述包层流道连通且正对所述微腔的进口，所述微腔的出口与所述出口流道连通；所述焦斑动态调节方法包括以下步骤：(1)通过所述芯层流道和包层流道，向所述微腔中注入芯层流体和包层流体，所述芯层流体和包层流体彼此之间只存在扩散和对流运动而不发生化学反应，包层流体均衡地环绕着芯层流体，所述芯层流体和包层流体之间不存在相对滑移，所述芯层流体和包层流体是具有不同折射率的两种流体；(2)所述微透镜的光束传播方向与流体流动方向一致；(3)通过调节流体流速、温度、浓度或微流体种类，控制流体扩散过程，实现对所述微腔中折射率空间分布的调控；(4)在流体高流速的情况下，进行焦斑尺寸动态调节：当平均流速和芯层流速大于高流速阈值时，微腔中心的两相流体之间没有足够的时间扩散，这时腔内的折射率分布的中心区域的折射率最高且为恒定值，伴随着微腔边缘区域的渐变折射率分布，形成出射光线焦斑。