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Aberration-free aspherical in-plane tunable liquid lenses by regulating local curvatures.
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-03-03 , DOI: 10.1039/c9lc01217f Qingming Chen 1 , Xiliang Tong 2 , Yujiao Zhu 1 , Chi Chung Tsoi 2 , Yanwei Jia 3 , Zhaohui Li 4 , Xuming Zhang 5
Lab on a Chip ( IF 6.1 ) Pub Date : 2020-03-03 , DOI: 10.1039/c9lc01217f Qingming Chen 1 , Xiliang Tong 2 , Yujiao Zhu 1 , Chi Chung Tsoi 2 , Yanwei Jia 3 , Zhaohui Li 4 , Xuming Zhang 5
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Aberration is a long-standing problem of fixed focal lenses and a complicated lens set is usually required to compensate for aberration. It becomes more challenging for tunable lenses. This paper reports an original design of an in-plane optofluidic lens that enables compensation for spherical aberration during the tuning of focal length. The key idea is to use two arrays of electrode strips to symmetrically control the two air/liquid interfaces by the dielectrophoretic effect. The strips work together to define the global shape of the lens interface and thus the focal length, whereas each strip regulates the local curvature of the interface to focus the paraxial and peripheral arrays on the same point. Experiments using a silicone oil droplet demonstrate the tuning of focal length over 500-1400 μm and obtain a longitudinal spherical aberration (LSA) of ∼3.5 μm, which is only 1/24 of the LSA (85 μm) of the spherical lens. Fine adjustment of the applied voltages of strips allows even elimination of the LSA and enabling of the aberration-free tunable lenses. It is the first time that local curvature regulation is used to compensate for the aberration within one in-plane liquid lens. This simple and effective method will find potential applications in lab-on-a-chip systems.
中文翻译：
通过调节局部曲率，实现无像差的非球面面内可调液体透镜。
像差是定焦镜头的一个长期存在的问题，通常需要复杂的镜头组来补偿像差。对于可调透镜而言，它变得更具挑战性。本文报道了一种平面内光流体透镜的原始设计，该透镜能够在焦距调整期间补偿球面像差。关键思想是使用两个电极条阵列通过介电泳效应对称地控制两个空气/液体界面。这些条带一起工作以定义透镜界面的整体形状，从而定义焦距，而每个条带则调节界面的局部曲率，以将近轴阵列和外围阵列聚焦在同一点上。使用硅油滴的实验表明，焦距在500-1400μm范围内可调，并获得约3.5μm的纵向球差（LSA），仅为球面透镜LSA（85μm）的1/24。对条带的施加电压进行微调，甚至可以消除LSA，并实现无像差的可调透镜。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。
更新日期：2020-03-03
中文翻译：
通过调节局部曲率，实现无像差的非球面面内可调液体透镜。
像差是定焦镜头的一个长期存在的问题，通常需要复杂的镜头组来补偿像差。对于可调透镜而言，它变得更具挑战性。本文报道了一种平面内光流体透镜的原始设计，该透镜能够在焦距调整期间补偿球面像差。关键思想是使用两个电极条阵列通过介电泳效应对称地控制两个空气/液体界面。这些条带一起工作以定义透镜界面的整体形状，从而定义焦距，而每个条带则调节界面的局部曲率，以将近轴阵列和外围阵列聚焦在同一点上。使用硅油滴的实验表明，焦距在500-1400μm范围内可调，并获得约3.5μm的纵向球差（LSA），仅为球面透镜LSA（85μm）的1/24。对条带的施加电压进行微调，甚至可以消除LSA，并实现无像差的可调透镜。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。这是首次使用局部曲率调节来补偿一个平面内液体透镜内的像差。这种简单有效的方法将在片上实验室系统中找到潜在的应用。
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