基于电润湿技术的光流体滤波器 【技术领域】
本发明涉及一种光流体滤波器，尤其涉及基于电润湿技术的光流体滤波器。
背景技术
在现有技术领域，可调谐光学滤波器在现代光通信系统、传感器网络以及生物医学成像领域均起着重要作用，传统的法布里-珀罗滤波器在中远红外光区(λ＞3um)具有较好的可调谐滤波性能，但在可见光区，可调共振腔尺寸将随着波长的减小而减小(w＝200nm～300nm)，由于在此尺寸下微小器件中的范德瓦尔斯力将使共振腔严重变形乃至互相吸附，传统的法布里-珀罗滤波器将难以制造并正常工作，无法实现液滴状态的改变并控制运动方位和速度。
【发明内容】
本发明针对现有技术的不足，提供了一种利用电润湿法结合法布里-珀罗滤波器实现电可调谐，大大提高了调谐范围和带宽，保证包括滤波器在内的整个器件在尺寸上地缩小的光流体滤波器。
为实现以上技术方案，本发明专利采用的技术方案是：
基于电润湿技术的光流体滤波器由液滴驱动单元和法布里-珀罗滤波单元组成；其中液滴驱动单元置于法布里-珀罗滤波单元与透镜单元之间。
所述的液滴驱动单元由控制电极、接地电极、底部玻璃板、顶部玻璃板、液体层、绝缘层组成，从下至上依次是底部玻璃板、控制电极、绝缘层、液体层、接地电极、顶部玻璃板；其中液体层置于顶部玻璃板和绝缘层之间，其中绝缘层和顶部玻璃板之间间隔形成疏水层，控制电极根据液滴的运动状态加上50V左右的驱动电压，表面张力将驱动液滴运动至预定位置，液滴和疏水层间的接触角和不同侧的表面张力通过不同控制电极的电压来控制，随着施加电压V的改变使液体在绝缘层表面接触角发生改变，从而得到不同的滤波波形。
所述的液体层由不同颜色液滴组成。
本发明通过电湿润技术，利用有色液滴作为滤波物质，将使用不同颜色液滴的不同组合置于光路中来构成第一级滤波系统的滤波效果，利用液体与疏水固态层的接触应力和表面张力作为驱动，液滴和疏水层间的接触角和不同侧的表面张力通过不同控制电极的电压来控制，法布里-珀罗滤波单元置于液滴驱动单元的下端，利用所有能够滤出的高次波长，形成滤出峰序列，再与第一级液滴滤波单元效果相配合，达到粗略一精细滤波相结合的两级滤波效果，通过液滴滤波单元和法布里-珀罗滤波单元的组合，实现电可调谐，大大提高了调谐范围和带宽，具有灵活性和可控性好、设计合理、操作简便等特点。
【附图说明】
图1为本发明在医学成像中的应用范例示意图；
图2为本发明液滴控制系统原理图(侧视图)；
图3为液滴控制系统运动效果图；
图4为随着施加电压V的改变而接触角θ发生改变示意图；
图5为不同染料的吸收光谱和叠加吸收光谱；
具体实施方式：
如图1所示，基于电润湿技术的光流体滤波器由液滴驱动单元1和法布里-珀罗滤波单元2组成；其中液滴驱动单元1置于法布里-珀罗滤波单元2与透镜单元之间。
如图2所示，其中液滴驱动单元1由控制电极3、接地电极4、底部玻璃板5、顶部玻璃板6、液体层7、绝缘层8组成，其中绝缘层8和顶部玻璃板6之间间隔形成疏水层9，液滴和疏水层9间的接触角和不同侧的表面张力通过不同控制电极3的电压来控制，通过在控制电极间根据液滴的运动状态加上50V左右的驱动电压，如图3所示，表面张力将驱动液滴运动至我们想要的位置。
如图4所示，利用液体与疏水固态层的接触应力和表面张力作为驱动，液滴和疏水层间的接触角和不同侧的表面张力通过不同控制电极的电压来控制，随着施加电压V的改变而使液滴和疏水层接触角θ发生改变。
如图5所示，作为第一级滤波系统的液滴驱动单元将用有色液滴作为滤波物质，液体染料的光吸收谱较宽，因而需要几级液滴驱动单元叠加以达到合适的带宽和透过/吸收比，图5显示了几种不同物质的吸收光谱和叠加光谱。M、L、Br、K、O表示不同的染料，1为叠加后的吸收光谱。医学荧光成像内窥镜要求荧光信号通过滤波检出的同时，保证包括滤波器在内的整个器件在尺寸上的缩小。
本发明通过液滴滤波单元和法布里-珀罗滤波单元的组合，实现电可调谐，大大提高了调谐范围和带宽，具有灵活性和可控性好、设计合理、操作简便等特点。