OCA光学胶膜打造的液体可变焦微透镜阵列

"本文介绍了一种新型的光学胶膜液体可变焦微透镜阵列，采用光学胶膜（OCA）替代传统的聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜，利用微孔硅片阵列和基板玻璃构建微流体腔，通过注入和调控液体来改变微透镜的焦距，实现光学性能的动态调整。" 在光学系统中，微透镜阵列是一种重要的元件，具有高并行处理能力，广泛应用于光场成像、光束匀化、集成成像和LED色温调节等领域。然而，传统的固定焦距微透镜阵列在应对变化的焦距和宽视角需求时存在局限。为解决这一问题，科研人员发展了多种可变焦微透镜阵列技术，包括电湿润效应、聚合物分散液晶以及液压控制的充液型微透镜阵列。 本研究创新地使用光学胶膜（OCA）作为塑形材料，OCA具有优异的光学透明性、弹性和粘性，易于加工且成本较低。相较于PDMS，OCA可以直接与基片粘合，简化了制作流程并提高了效率。实验中，OCA薄膜被粘附在带有矩形微孔的硅片上，与玻璃基底和玻璃支撑构成微流体腔。通过毛细管引入去离子水，改变腔内压强，使得OCA薄膜产生形变，形成平凸微透镜。 工作原理如图1所示，未注入液体时，OCA薄膜保持平整。当通过毛细管注入去离子水并排出空气后，封闭腔体，薄膜两侧产生压强差，导致OCA薄膜隆起，形成微透镜。进一步调节注入液体的量，可以控制微透镜的曲率，从而实现焦距的变化。这种液体可变焦微透镜阵列设计为动态光学系统提供了新的可能性，尤其是在需要快速响应和精确调焦的场景中，例如光学显微镜、光通信和自由空间光学信息处理等应用。 该研究展示了光学胶膜在可变焦微透镜阵列领域的潜力，为未来微型光学系统的灵活性和多功能性开辟了新路径。通过优化材料性能和微流体控制技术，有望进一步提升微透镜阵列的性能，满足更多复杂光学应用的需求。