本申請涉及可調光學透鏡,尤其涉及一種聲表面波驅動的可調透鏡及光學系統(tǒng)。
背景技術:
1、隨著社會對光學技術的需求不斷增長,傳統(tǒng)透鏡調節(jié)方法逐漸顯現(xiàn)出響應速度慢、調節(jié)精度不足等缺陷。例如,基于機械運動的透鏡調節(jié)需要物理位移,難以實現(xiàn)快速切換,而電場驅動透鏡常常要求較高電壓,導致設備復雜且能耗較高。
2、傳統(tǒng)透鏡在光學應用上存在著許多局限性,尤其是在響應速度和能耗方面。傳統(tǒng)透鏡需借助機械部件的傳動進行調控,進而很難快速調控光束,并且傳統(tǒng)透鏡動態(tài)聚焦的能力較差,導致其存在較慢的響應時間,難以滿足快速變化光學條件下的需求。利用機械部件調控光束不僅提高了整個光學系統(tǒng)的復雜性和故障率,增加了重量和體積,還消耗了更多的能量,限制了傳統(tǒng)透鏡在高頻率應用中的使用。另外,傳統(tǒng)透鏡系統(tǒng)由于機械部件存在磨損、光學元件存在老化問題,進而需要定期維護與校準,增加了運營成本和技術要求。
3、為解決上述問題,本申請?zhí)峁┝艘环N聲表面波驅動的可調透鏡及光學系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請實施例提供了一種聲表面波驅動的可調透鏡,用以調控光束。
2、第一方面,本申請實施例提供了一種聲表面波驅動的可調透鏡,包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列;
3、所述idt陣列設置在所述壓電基底上,所述idt陣列用于使所述壓電基底的表面產生綜合聲表面波;
4、所述流體透鏡設置在所述壓電基底上,且所述流體透鏡在所述綜合聲表面波的作用下產生對應的光學特性。
5、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述idt陣列包括多個間隔設置在所述壓電基底的idt單元,每個所述idt單元所產生的聲表面波經過干涉和疊加后形成所述綜合聲表面波。
6、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述idt陣列包括兩個idt單元,兩個所述idt單元相對設置,所述流體透鏡設置于兩個所述idt單元之間;
7、和/或,兩個所述idt單元呈15°夾角設置;
8、和/或,兩個所述idt單元呈30°夾角設置;
9、和/或,兩個所述idt單元呈45°夾角設置;
10、和/或,兩個所述idt單元呈60°夾角設置;
11、和/或,兩個所述idt單元呈75°夾角設置;
12、和/或,兩個所述idt單元呈90°夾角設置。
13、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述可調透鏡還包括反射柵,所述反射柵設置在所述壓電基底上,所述反射柵用于反射所述聲表面波。
14、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述壓電基底被配置為128°y-z切向linbo3材料。
15、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述壓電基底的表面設置有200nm鋁層。
16、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述壓電基底的表面粗糙度ra≤0.3nm。
17、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述聲表面波的頻率小于等于6ghz。
18、在一種可行的實現(xiàn)方式中,所述流體透鏡的表面層的材質為透明光學材料;所述表面層的內部填充有光學液體,所述光學液體的厚度與所述綜合聲表面波的波長比的范圍為0:1-99:1。
19、第二方面,本申請實施例提供了一種光學系統(tǒng),包括如第一方面所述的聲表面波驅動的可調透鏡。
20、第一方面,本申請實施例提供了一種聲表面波驅動的可調透鏡,包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列。其中,idt陣列設置在壓電基底上,idt陣列用于使壓電基底的表面產生綜合聲表面波。流體透鏡設置在壓電基底上,且流體透鏡在綜合聲表面波的作用下產生對應的光學特性。該聲表面波驅動的可調透鏡可通過調整輸入至idt陣列的激勵信號,實現(xiàn)對idt陣列所產生的綜合聲表面波的調制,進而調整流體透鏡的聚焦能力和光束傳播特性,從而快速調整通過流體透鏡的光束。
21、第二方面,本申請實施例還提供了一種光學系統(tǒng),包括如第一方面所述的聲表面波驅動的可調透鏡,該可調透鏡用于調整系統(tǒng)中的光束。由于該光學系統(tǒng)包括上述方案中任一技術方案中所述的聲表面波驅動的可調透鏡,因而具有上述任一技術方案的聲表面波驅動的可調透鏡的全部有益效果,在此不再贅述。
1.一種聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列;
2.根據權利要求1所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述idt陣列包括多個間隔設置在所述壓電基底的idt單元,每個所述idt單元所產生的聲表面波經過干涉和疊加后形成所述綜合聲表面波。
3.根據權利要求2所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述idt陣列包括兩個idt單元,兩個所述idt單元相對設置,所述流體透鏡設置于兩個所述idt單元之間;
4.根據權利要求3所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述可調透鏡還包括反射柵,所述反射柵設置在所述壓電基底上,所述反射柵用于反射所述聲表面波。
5.根據權利要求1所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述壓電基底被配置為128°y-z切向linbo3材料。
6.根據權利要求5所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述壓電基底的表面設置有200nm鋁層。
7.根據權利要求5所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述壓電基底的表面粗糙度ra≤0.3nm。
8.根據權利要求2所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述聲表面波的頻率小于等于6ghz。
9.根據權利要求1所述的聲表面波驅動的可調透鏡,其特征在于,所述流體透鏡的表面層的材質為透明光學材料;所述表面層的內部填充有光學液體,所述光學液體的厚度與所述綜合聲表面波的波長比的范圍為0:1-99:1。
10.一種光學系統(tǒng),其特征在于,包括如權利要求1-9任一項所述的聲表面波驅動的可調透鏡。