研制了介电润湿双液体变焦透镜以实现变焦透镜的微型化及无机械部件情况下透镜的自动变焦。基于介电润湿原理制备了双液体变焦透镜。采用CCD图像测量系统,测量了不同电压下透镜的焦距,并与基于高斯光学理论推导的焦距公式进行了比较。然后,采用COMSOL软件,分析了双液体界面面形随电压的变化,讨论了动力黏度系数对透镜性能的影响。结果表明,随着电压的增大,双液体界面从初始弯向导电盐溶液变为平面继而弯向绝缘油,相应的双液体透镜实现了从凹透镜到凸透镜的转变,临界电压为50 V。当电压增大至65 V左右时,透镜焦距不再减小。透镜焦距经历了从负到零再到正的变化(-∞ ,-22.83 mm)∪(33.47 mm,+∞),基本实现了焦距大范围可调。当动力黏度系数为0.03时,液体透镜的响应时间为0.015 s,对应的器件稳定性最佳。

为实现光束控制系统的无机械化、快速化和微小化，研制基于介电润湿效应的液体光学棱镜。分析界面形状随电压的变化，推导接触角与两侧工作电压的关系，测量系统对光束的偏转角，讨论接触角饱和及液体折射率对系统控光能力的影响。采用COMSOL软件仿真研究液体粘性对棱镜性能的影响。结果表明，在不同电压组合下，双液体界面从初始弯曲界面变为与水平方向呈不同倾斜角的平界面，从而实现对入射光束方向的控制和偏转。受电润湿饱和现象的影响，该液体棱镜的偏转范围为-10°~+10°。若选用的液体组合可降低甚至消除接触角饱和，且具有大的折射率比，则系统的控光能力将得到大幅提高。当动力粘度取0.03 Pa·s时，系统的响应速度和稳定性能最佳。