基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置及控制方法
【专利摘要】本发明提供一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置及控制方法，该装置包括密闭圆柱形容器和控制电路，该容器内盛满导电液体和绝缘液体，导电液体在下绝缘液体在上，所述导电液体和绝缘液体的密度相同，且互不相容，所述容器的内侧壁上镀有导电膜，在导电膜的镀层上涂有疏水涂层，所述容器的内底壁上镀有环栅透明电极，电极的上再镀有电介质涂层，所述控制电路与环栅透明电极连接。本发明可通过控制电路动态的调整无衍射传播距离和中心光斑大小，其具有可实现性大、成本低与响应时间短等优点。
【专利说明】基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及双液体微透镜生成无衍射光束生成【技术领域】，尤其是涉及一种基于电 润湿效应的无衍射光的电控生成装置及控制方法。
【背景技术】
[0002] 无衍射光是麦克斯韦电磁方程中的一组特解，以光速传播并始终保持焦点状态， 零解贝塞尔函数形式的严格解奠定了其在自然界中生成无衍射光束的基础，在以下的领域 中可得到应用。其一是无衍射光束空间传播特性不变性，在精密工程中具有诱人前景，在精 密测量的领域中采用高斯光束的几乎全部场合均可采用无衍射光束代替，克服高斯光束的 离焦、畸变以及焦深局限等，实现测量仪器所普遍期望的高精度大量程目标；其二无衍射光 在球面透镜的变换作用下，在大深径比加工的激光加工、激光医疗等领域的应用效果独特； 其三在将来可望应用在宇航通讯、能量传输、电磁波炮弹或电磁波子弹等领域应用，特别是 在当前炙热的微机电与纳米【技术领域】。
[0003] 尽管无衍射光束的生成方式繁多，无衍射光束的主要是通过圆锥透镜生成，因为 这种方式光束的传输传输率最高，仅需一片光学器件，且加工相对容易。然而，在微光学系 统中生成无衍射光束因圆锥透镜加工困难而难以实现；另外根据圆锥透镜生成无衍射光束 的相关理论，圆锥透镜面形精度直接影响了生成的无衍射光束的质量；其次在圆锥透镜底 面直径一定的前提下，其底面与锥面的夹角直接决定所生成的无衍射光束的传播距离与中 心光斑大小，传统的圆锥透镜面形加工精度费用高，并且在加工成型后无法实现无衍射光 束传播特性的实时调节；因此传统的无衍射光束生成方式极大地限制无衍射光束的应用范 围。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于电润湿效应的无衍 射光的电控生成装置及控制方法，解决传统采用圆锥透镜生成无衍射光束，其圆锥透镜面 形的加工精度费用高，并且在加工成型后无法实现无衍射光束传播特性的实时调节的问 题。
[0005] 本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：一种基于电润湿效应的无衍射光的 电控生成装置，其特征在于，该装置包括密闭圆柱形容器和控制电路，该容器内盛满导电液 体和绝缘液体，导电液体在下绝缘液体在上，所述导电液体和绝缘液体的密度相同，且互不 相容，所述容器的内侧壁上镀有导电膜，在导电膜的镀层上涂有疏水涂层，所述容器的内底 壁上镀有环栅透明电极，电极的上再镀有电介质涂层，所述控制电路与环栅透明电极连接。
[0006] 优选的，所述环栅透明电极是由多个同心圆环的透明电极构成，每个同心圆环均 与控制电路连接，环栅透明电极与密闭圆柱形容器同轴。
[0007] 优选的，所述导电液体为Na2So4水溶液，所述绝缘液体为C 12H25Br15
[0008] 优选的，所述导电液体含有NaCl溶液、娃氧烧、齒代烧经中的一种或多种。
[0009] 优选的，疏水涂层为聚四氟乙烯。
[0010] 优选的，所述电介质涂层为聚酰亚胺或钛酸钡。
[0011] 优选的，所述环栅透明电极为氧化锡掺氟导电玻璃。
[0012] 优选的，所述控制电路包括所述控制电路包括电源输入端、多路电压输出接口和 用于分别控制多路电压输出接口的各路电压值的控制单元，所述多路电压输出接口与环栅 透明电极的各环对应连接。
[0013] 一种权利要求1所述装置的控制方法，其特征在于，该方法以下步骤：
[0014] (1)确定需要控制实现的两液体接触锥形界面的夹角0 ;
【权利要求】
1. 一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在于，该装置包括密闭圆 柱形容器和控制电路，该容器内盛满导电液体和绝缘液体，导电液体在下绝缘液体在上，所 述导电液体和绝缘液体的密度相同，且互不相容，所述容器的内侧壁上镀有导电膜，在导电 膜的镀层上涂有疏水涂层，所述容器的内底壁上镀有环栅透明电极，电极的上再镀有电介 质涂层，所述控制电路与环栅透明电极连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述环栅透明电极是由多个同心圆环的透明电极构成，每个同心圆环均与控制电路连 接，环栅透明电极与密闭圆柱形容器同轴。
3. 根据权利要求1所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述导电液体为NaSo4水溶液,所述绝缘液体为C12H25Br。
4. 根据权利要求3所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述导电液体含有NaCl溶液、娃氧烧、齒代烧经中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，疏水涂层为聚四氟乙烯。
6. 根据权利要求1所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述电介质涂层为聚酰亚胺或钛酸钡。
7. 根据权利要求1所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述环栅透明电极为氧化锡掺氟导电玻璃。
8. 根据权利要求2所述的一种基于电润湿效应的无衍射光的电控生成装置，其特征在 于，所述控制电路包括电源输入端、多路电压输出接口和用于分别控制多路电压输出接口 的各路电压值的控制单元，所述多路电压输出接口与环栅透明电极的各环对应连接。
9. 一种权利要求1所述装置的控制方法，其特征在于，该方法以下步骤： (1)确定需要控制实现的两液体接触锥形界面的夹角9 ;
半径，A n为导电液体和绝缘液体的折射率差，为外加电压U = 0时导电液体和绝缘液 体的接触界面相对于疏水涂层之间的接触角，％为疏水涂层的真空介电常数，^为导电 液体相对于疏水涂层的相对介电常数，5 12为导电液体与绝缘液体之间的表面张力，d为疏 水涂层3的厚度。
【文档编号】G02B26/00GK104360474SQ201410636119
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】马国鹭, 曾国英, 赵登峰 申请人:西南科技大学