本申請(qǐng)涉及可調(diào)光學(xué)透鏡，尤其涉及一種聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡及光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、隨著社會(huì)對(duì)光學(xué)技術(shù)的需求不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)透鏡調(diào)節(jié)方法逐漸顯現(xiàn)出響應(yīng)速度慢、調(diào)節(jié)精度不足等缺陷。例如，基于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的透鏡調(diào)節(jié)需要物理位移，難以實(shí)現(xiàn)快速切換，而電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)透鏡常常要求較高電壓，導(dǎo)致設(shè)備復(fù)雜且能耗較高。
2、傳統(tǒng)透鏡在光學(xué)應(yīng)用上存在著許多局限性，尤其是在響應(yīng)速度和能耗方面。傳統(tǒng)透鏡需借助機(jī)械部件的傳動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而很難快速調(diào)控光束，并且傳統(tǒng)透鏡動(dòng)態(tài)聚焦的能力較差，導(dǎo)致其存在較慢的響應(yīng)時(shí)間，難以滿(mǎn)足快速變化光學(xué)條件下的需求。利用機(jī)械部件調(diào)控光束不僅提高了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)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(yīng)用中的使用。另外，傳統(tǒng)透鏡系統(tǒng)由于機(jī)械部件存在磨損、光學(xué)元件存在老化問(wèn)題，進(jìn)而需要定期維護(hù)與校準(zhǔn)，增加了運(yùn)營(yíng)成本和技術(shù)要求。
3、為解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡及光學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，用以調(diào)控光束。
2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列；
3、所述idt陣列設(shè)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(chǎn)生綜合聲表面波；
4、所述流體透鏡設(shè)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(chǎn)生對(duì)應(yīng)的光學(xué)特性。
5、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述idt陣列包括多個(gè)間隔設(shè)置在所述壓電基底的idt單元，每個(gè)所述idt單元所產(chǎn)生的聲表面波經(jīng)過(guò)干涉和疊加后形成所述綜合聲表面波。
6、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述idt陣列包括兩個(gè)idt單元，兩個(gè)所述idt單元相對(duì)設(shè)置，所述流體透鏡設(shè)置于兩個(gè)所述idt單元之間；
7、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈15°夾角設(shè)置；
8、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈30°夾角設(shè)置；
9、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈45°夾角設(shè)置；
10、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈60°夾角設(shè)置；
11、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈75°夾角設(shè)置；
12、和/或，兩個(gè)所述idt單元呈90°夾角設(shè)置。
13、在一種可行的實(shí)現(xiàn)方式中，所述可調(diào)透鏡還包括反射柵，所述反射柵設(shè)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(shí)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(shí)現(xiàn)方式中，所述壓電基底的表面設(shè)置有200nm鋁層。
16、在一種可行的實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)方式中，所述流體透鏡的表面層的材質(zhì)為透明光學(xué)材料；所述表面層的內(nèi)部填充有光學(xué)液體，所述光學(xué)液體的厚度與所述綜合聲表面波的波長(zhǎng)比的范圍為0:1-99:1。
19、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括如第一方面所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡。
20、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列。其中，idt陣列設(shè)置在壓電基底上，idt陣列用于使壓電基底的表面產(chǎn)生綜合聲表面波。流體透鏡設(shè)置在壓電基底上，且流體透鏡在綜合聲表面波的作用下產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的光學(xué)特性。該聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡可通過(guò)調(diào)整輸入至idt陣列的激勵(lì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)idt陣列所產(chǎn)生的綜合聲表面波的調(diào)制，進(jìn)而調(diào)整流體透鏡的聚焦能力和光束傳播特性，從而快速調(diào)整通過(guò)流體透鏡的光束。
21、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括如第一方面所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，該可調(diào)透鏡用于調(diào)整系統(tǒng)中的光束。由于該光學(xué)系統(tǒng)包括上述方案中任一技術(shù)方案中所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，因而具有上述任一技術(shù)方案的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡的全部有益效果，在此不再贅述。
1.一種聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，包括壓電基底、流體透鏡和idt陣列；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述idt陣列包括多個(gè)間隔設(shè)置在所述壓電基底的idt單元，每個(gè)所述idt單元所產(chǎn)生的聲表面波經(jīng)過(guò)干涉和疊加后形成所述綜合聲表面波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述idt陣列包括兩個(gè)idt單元，兩個(gè)所述idt單元相對(duì)設(shè)置，所述流體透鏡設(shè)置于兩個(gè)所述idt單元之間；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述可調(diào)透鏡還包括反射柵，所述反射柵設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)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(jù)權(quán)利要求5所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述壓電基底的表面設(shè)置有200nm鋁層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)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(jù)權(quán)利要求2所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述聲表面波的頻率小于等于6ghz。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡，其特征在于，所述流體透鏡的表面層的材質(zhì)為透明光學(xué)材料；所述表面層的內(nèi)部填充有光學(xué)液體，所述光學(xué)液體的厚度與所述綜合聲表面波的波長(zhǎng)比的范圍為0:1-99:1。
10.一種光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的聲表面波驅(qū)動(dòng)的可調(diào)透鏡。