液体光子器件

本书全面系统地介绍液体光子器件的原理及技术。首先简要介绍液体界面现象的有关理论和液滴的物理特性；然后详细介绍电润湿驱动、介电泳驱动和静电力驱动等液体器件驱动技术，重点介绍液体透镜、液体光开关、液体光偏转器等液体光子器件的结构原理、制作过程和光电特性；最后介绍液体光子器件在成像和光电显示领域的应用。本书可作为光学成像、信息显示、微纳光子器件和微流控等领域从事研究和技术开发的科研与设计人员的参考书，也可作为上述相关领域的本科生和研究生的学习用书，以及高校教师的教学和科研参考用书。

序
前言
第1章绪论1
1.1液体光子器件的概念与分类1
1.2液体光子器件的发展历程3
1.2.1液体光子器件驱动技术的发展历程3
1.2.2几种典型的液体光子器件的发展历程5
1.3液体光子器件的应用7
1.3.1科研方面7
1.3.2产业方面7
1.4本书主要内容8
参考文献9
第2章液体界面现象和理论12
2.1液体表面张力和界面张力12
2.1.1表面张力12
2.1.2界面张力16
2.2Laplace定律及应用17
2.2.1界面曲率和曲率半径17
2.2.2Laplace定律18
2.2.3Laplace定律的应用19
2.3润湿现象21
2.3.1润湿的类型21
2.3.2Young方程22
2.3.3附着功和内聚功以及Young-Dupré方程25
2.3.4接触角滞后和动态接触角26
2.3.5固体表面的润湿性28
2.4毛细现象29
2.4.1两平板间的毛细作用29
2.4.2毛细管液体的上升30
2.4.3竖直平板间的毛细上升33
参考文献34
第3章液滴的物理特性35
3.1液滴的形状与特性35
3.1.1平板上液滴的附着35
3.1.2平板间液滴的状态39
3.1.3液体表面液滴的状态42
3.2非光滑表面上液滴的状态43
3.2.1Wenzel定律43
3.2.2Cassie-Baxter定律45
3.3液滴的运动46
3.4液滴的蒸发48
3.4.1固着液滴的蒸发48
3.4.2液滴的蒸发特性50
3.4.3液滴蒸发的应用51
参考文献53
第4章液体光子器件的驱动55
4.1电润湿驱动55
4.1.1电毛细现象和双电层55
4.1.2电润湿模型及原理58
4.2介电泳驱动62
4.2.1介电泳原理62
4.2.2液体的介电泳64
4.3静电力和电磁驱动66
4.3.1静电场中的导体与电介质66
4.3.2磁场对电流的作用67
4.4机械驱动68
4.4.1液压驱动69
4.4.2气压驱动71
4.4.3热压驱动72
4.4.4超声声压驱动72
4.4.5其他驱动73
参考文献74
第5章电控液体透镜76
5.1电润湿液体透镜76
5.1.1电润湿液体透镜的结构和原理77
5.1.2电润湿液体透镜的制作流程79
5.1.3电润湿液体透镜的成像特性80
5.1.4电润湿液体透镜阵列的结构和原理81
5.2介电泳液体透镜82
5.2.1介电泳液体透镜的结构和原理83
5.2.2介电泳液体透镜的制作流程84
5.2.3介电泳液体透镜的成像效果86
5.3介电泳液体透镜阵列86
5.3.1介电泳液体透镜阵列的结构和原理87
5.3.2介电泳液体透镜阵列的制作流程88
5.3.3介电泳液体透镜阵列的成像效果和光电特性88
5.3.4介电泳液体柱透镜阵列89
5.4静电力液体透镜91
5.4.1基于聚合物弹性膜的静电力液体透镜91
5.4.2基于静电平行板驱动的静电力液体透镜93
参考文献96
第6章其他液体透镜98
6.1液压液体透镜98
6.1.1液压液体透镜的结构和原理98
6.1.2液压液体透镜的制作流程99
6.1.3液压液体透镜的成像效果和光电特性100
6.2气压液体透镜102
6.2.1气压液体透镜的结构和原理102
6.2.2气压液体透镜阵列的制作流程103
6.2.3气压液体透镜的光电特性104
6.3热压液体透镜105
6.3.1热压液体透镜的结构和原理105
6.3.2热压液体透镜的制作流程106
6.3.3热压液体透镜的光电特性107
6.4声压液体透镜108
6.4.1声压液体透镜的结构和原理108
6.4.2声压液体透镜的光电特性109
6.5弹性体液体透镜109
6.5.1弹性体液体透镜的制作流程和驱动机理110
6.5.2弹性体液体透镜的光电特性测试111
6.6水凝胶液体透镜113
6.6.1水凝胶液体透镜的结构和原理113
6.6.2水凝胶液体透镜的制作流程和变焦实验114
6.7压电效应液体透镜115
6.7.1压电效应液体透镜的结构和原理115
6.7.2压电效应液体透镜的制作流程116
6.7.3压电效应液体透镜的光电特性117
6.8电磁液体透镜118
6.8.1电磁液体透镜的结构和原理118
6.8.2电磁液体透镜的制作流程119
6.8.3电磁液体透镜的光电特性119
参考文献121
第7章液体光开关122
7.1单通道电润湿液体光开关122
7.1.1单通道电润湿液体光开关的结构和原理122
7.1.2单通道电润湿液体光开关的制作流程125
7.1.3单通道电润湿液体光开关的性能126
7.2多通道电润湿液体光开关128
7.2.1多通道电润湿液体光开关的结构和原理128
7.2.2多通道电润湿液体光开关的制作流程129
7.2.3多通道电润湿液体光开关的性能130
7.3介电泳液体光开关132
7.3.1介电泳液体光开关的结构和原理132
7.3.2介电泳液体光开关的性能134
7.4气压液体光开关136
7.4.1气压液体光开关的结构和原理136
7.4.2气压液体光开关的制作流程137
7.4.3气压液体光开关的性能137
7.5液压液体光开关139
7.5.1液压液体光开关的结构和原理139
7.5.2液压液体光开关的制作流程141
7.5.3液压液体光开关的性能142
参考文献144
第8章液体光偏转器145
8.1电润湿液体光偏转器145
8.1.1电润湿液体光偏转器的结构和原理145
8.1.2电润湿液体光偏转器的制作流程148
8.1.3电润湿液体光偏转器的光电特性149
8.2介电泳液体光偏转器150
8.2.1介电泳液体光偏转器的结构和原理150
8.2.2介电泳液体光偏转器的制作流程152
8.2.3介电泳液体光偏转器的光电特性153
8.3液压液体光偏转器153
8.3.1液压液体光偏转器的结构和原理154
8.3.2液压液体光偏转器的制作流程155
8.3.3液压液体光偏转器的光电特性156
参考文献157
第9章其他液体光子器件159
9.1液体光学狭缝159
9.1.1液体光学狭缝的结构和原理159
9.1.2液体光学狭缝的制作流程160
9.1.3液体光学狭缝的性能162
9.2液体光程调制器164
9.2.1液体光程调制器的结构和原理165
9.2.2液体光程调制器的制作流程165
9.2.3液体光程调制器的性能166
9.3液体活塞169
9.3.1基于电润湿效应的液体活塞的结构和原理169
9.3.2基于电润湿效应的液体活塞性能170
9.3.3液体活塞驱动的液体透镜的成像效果172
9.4液体光波导172
9.4.1液体光波导的结构和原理173
9.4.2液体光波导的制作流程174
9.4.3液体光波导的性能175
参考文献178
第10章液体光子器件的应用180
10.1连续光学变焦显微镜180
10.1.1显微物镜181
10.1.2显微物镜的制作和性能182
10.1.3连续光学变焦显微镜及其成像效果184
10.2超薄变焦望远镜186
10.2.1超薄变焦望远镜的结构和原理186
10.2.2超薄变焦望远镜的制作流程187
10.2.3超薄变焦望远镜的成像效果189
10.3电润湿显示器190
10.3.1电润湿显示器的结构和原理190
10.3.2电润湿显示器的光电特性191
10.3.3电润湿显示器的显示效果192
10.4芯片实验室193
10.4.1芯片实验室的结构194
10.4.2芯片实验室的制作流程195
10.4.3芯片实验室的实验效果195
参考文献197