專利名稱：基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光流體濾波器，尤其涉及基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域，可調(diào)諧光學(xué)濾波器在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及生物醫(yī) 學(xué)成像領(lǐng)域均起著重要作用，傳統(tǒng)的法布里-珀羅濾波器在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)(A >3um)具 有較好的可調(diào)諧濾波性能，但在可見光區(qū)，可調(diào)共振腔尺寸將隨著波長(zhǎng)的減小而減小(w = 200nm 300nm)，由于在此尺寸下微小器件中的范德瓦爾斯力將使共振腔嚴(yán)重變形乃至互 相吸附，傳統(tǒng)的法布里-珀羅濾波器將難以制造并正常工作，無法實(shí)現(xiàn)液滴狀態(tài)的改變并 控制運(yùn)動(dòng)方位和速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用電潤濕法結(jié)合法布里_珀羅濾波器 實(shí)現(xiàn)電可調(diào)諧，大大提高了調(diào)諧范圍和帶寬，保證包括濾波器在內(nèi)的整個(gè)器件在尺寸上的 縮小的光流體濾波器。 為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)方案，本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案是 基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器由液滴驅(qū)動(dòng)單元和法布里_珀羅濾波單元組成； 其中液滴驅(qū)動(dòng)單元置于法布里_珀羅濾波單元與透鏡單元之間。 所述的液滴驅(qū)動(dòng)單元由控制電極、接地電極、底部玻璃板、頂部玻璃板、液體層、 絕緣層組成，從下至上依次是底部玻璃板、控制電極、絕緣層、液體層、接地電極、頂部玻璃 板；其中液體層置于頂部玻璃板和絕緣層之間，其中絕緣層和頂部玻璃板之間間隔形成疏 水層，控制電極根據(jù)液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加上50V左右的驅(qū)動(dòng)電壓，表面張力將驅(qū)動(dòng)液滴運(yùn)動(dòng) 至預(yù)定位置，液滴和疏水層間的接觸角和不同側(cè)的表面張力通過不同控制電極的電壓來控 制，隨著施加電壓V的改變使液體在絕緣層表面接觸角發(fā)生改變，從而得到不同的濾波波 形。 所述的液體層由不同顏色液滴組成。 本發(fā)明通過電濕潤技術(shù)，利用有色液滴作為濾波物質(zhì)，將使用不同顏色液滴的不 同組合置于光路中來構(gòu)成第一級(jí)濾波系統(tǒng)的濾波效果，利用液體與疏水固態(tài)層的接觸應(yīng)力 和表面張力作為驅(qū)動(dòng)，液滴和疏水層間的接觸角和不同側(cè)的表面張力通過不同控制電極的 電壓來控制，法布里_珀羅濾波單元置于液滴驅(qū)動(dòng)單元的下端，利用所有能夠?yàn)V出的高次 波長(zhǎng)，形成濾出峰序列，再與第一級(jí)液滴濾波單元效果相配合，達(dá)到粗略一精細(xì)濾波相結(jié)合 的兩級(jí)濾波效果，通過液滴濾波單元和法布里_珀羅濾波單元的組合，實(shí)現(xiàn)電可調(diào)諧，大大 提高了調(diào)諧范圍和帶寬，具有靈活性和可控性好、設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明在醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用范例示意 圖2為本發(fā)明液滴控制系統(tǒng)原理圖(側(cè)視圖)； 圖3為液滴控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)效果圖； 圖4為隨著施加電壓V的改變而接觸角e發(fā)生改變示意圖； 圖5為不同染料的吸收光譜和疊加吸收光譜；
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器由液滴驅(qū)動(dòng)單元1和法布里_珀羅 濾波單元2組成；其中液滴驅(qū)動(dòng)單元1置于法布里_珀羅濾波單元2與透鏡單元之間。
如圖2所示，其中液滴驅(qū)動(dòng)單元1由控制電極3、接地電極4、底部玻璃板5、頂部玻 璃板6、液體層7、絕緣層8組成，其中絕緣層8和頂部玻璃板6之間間隔形成疏水層9，液滴 和疏水層9間的接觸角和不同側(cè)的表面張力通過不同控制電極3的電壓來控制，通過在控 制電極間根據(jù)液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加上50V左右的驅(qū)動(dòng)電壓，如圖3所示，表面張力將驅(qū)動(dòng)液滴 運(yùn)動(dòng)至我們想要的位置。 如圖4所示，利用液體與疏水固態(tài)層的接觸應(yīng)力和表面張力作為驅(qū)動(dòng)，液滴和疏 水層間的接觸角和不同側(cè)的表面張力通過不同控制電極的電壓來控制，隨著施加電壓V的 改變而使液滴和疏水層接觸角e發(fā)生改變。 如圖5所示，作為第一級(jí)濾波系統(tǒng)的液滴驅(qū)動(dòng)單元將用有色液滴作為濾波物質(zhì)， 液體染料的光吸收譜較寬，因而需要幾級(jí)液滴驅(qū)動(dòng)單元疊加以達(dá)到合適的帶寬和透過/吸 收比，圖5顯示了幾種不同物質(zhì)的吸收光譜和疊加光譜。M、 L、 Br、 K、 0表示不同的染料，1 為疊加后的吸收光譜。醫(yī)學(xué)熒光成像內(nèi)窺鏡要求熒光信號(hào)通過濾波檢出的同時(shí)，保證包括 濾波器在內(nèi)的整個(gè)器件在尺寸上的縮小。 本發(fā)明通過液滴濾波單元和法布里_珀羅濾波單元的組合，實(shí)現(xiàn)電可調(diào)諧，大大 提高了調(diào)諧范圍和帶寬，具有靈活性和可控性好、設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器，其特征在于所述的光流體濾波器由液滴驅(qū)動(dòng)單元和法布里-珀羅濾波單元組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器，其特征在于所述的液滴 驅(qū)動(dòng)單元由控制電極、接地電極、底部玻璃板、頂部玻璃板、液體層、絕緣層組成，從下至上 依次是底部玻璃板、控制電極、絕緣層、液體層、接地電極、頂部玻璃板；其中液體層置于頂 部玻璃板和絕緣層之間，其中絕緣層和頂部玻璃板之間間隔形成疏水層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器，其特征在于所述的液體 層由不同顏色液滴組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于電潤濕技術(shù)的光流體濾波器由液滴驅(qū)動(dòng)單元和法布里-珀羅濾波單元組成；其中液滴驅(qū)動(dòng)單元由控制電極、接地電極、底部玻璃板、頂部玻璃板、液體層、絕緣層組成，其中絕緣層和頂部玻璃板之間間隔形成疏水層，控制電極根據(jù)液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加上50V左右的驅(qū)動(dòng)電壓，表面張力將驅(qū)動(dòng)液滴運(yùn)動(dòng)至預(yù)定位置，液滴和疏水層間的接觸角和不同側(cè)的表面張力通過不同控制電極的電壓來控制，隨著施加電壓V的改變使液體在絕緣層表面接觸角發(fā)生改變，從而得到不同的濾波波形，通過與第一級(jí)液滴濾波單元效果相配合，達(dá)到粗略-精細(xì)濾波相結(jié)合的兩級(jí)濾波效果，本發(fā)明大大提高了調(diào)諧范圍和帶寬，具有靈活性和可控性好、設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B26/02GK101699329SQ20091017485
公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者王懷寶 申請(qǐng)人:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院