ผลกระทบของขั้วไฟฟ้าแบบอินเตอร์ดิจิเตทที่มีผลต่อสมบัติอิเล็กโตรออพติคของเลนส์เหลวปรับค่าได้

เลนส์ปรับค่าได้เกิดจากของเหลวสองชนิดที่มีดัชนีการหักเหของแสงและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่แตกต่างกัน วัสดุทั้งสองถูกนำมาใช้เพื่อสร้างรอยต่อความโค้งระหว่างของเหลวที่สามารถเปลี่ยนมุมสัมผัสและรัศมีความโค้งของเลนส์ได้โดยการอาศัยแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไปยังขั้วไฟฟ้า จึงก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอหรือวิธีการไดอิเล็กโตรโฟเรติก (Dielectrophoretic; DEP) ที่ผ่านมาเลนส์เหลวปรับค่านิยมใช้กระจกนำไฟฟ้าเพื่อสร้างลายวงจร ซึ่งเป็นข้อจำกัดและทำให้การใช้งานเลนส์ปรับค่าได้ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่สูงถึง 200 โวลต์ จึงจะสามารถกระตุ้นเลนส์ได้ การพยายามลดแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำกว่า 100 โวลต์ ด้วยการพัฒนาและออกแบบขั้วไฟฟ้าที่หลายหลากตั้งแต่ 5 ถึง 100 ไมโครเมตร ซึ่งมีลายวงจรที่ซับซ้อนอย่างมากและยังทำให้เกิดการสะสมความร้อนและฟองอากาศขนาดเล็กเพื่อลดปัญหาดังกล่าว ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลกระทบของขั้วไฟฟ้าแบบอินเตอร์ดิจิเตทที่มีต่อสมบัติอิเล็กโตรออพติคของเลนส์เหลวปรับค่าได้ โดยลายวงจรของขั้วไฟฟ้าเป็นแบบอินเตอร์ดิจิเตทเป็นโครเมียมผสมทองแดงที่มีความกว้างและระยะห่างของขั้วไฟฟ้าเป็น 125 ไมโครเมตร และมีชั้นฟิล์มบางโพลีไดเมทิลไซล็อกเซน (Polydimethylsiloxane; PDMS) เป็นฉนวนเพื่อป้องกันขั้วไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีการปรับสภาพพื้นผิว PDMS จากไม่ชอบน้ำ (Hydrophobic) ให้มีความชอบน้ำ (Hydrophilic) มากยิ่งขึ้นด้วยออกซิเจนพลาสมาเพื่อทำให้การปรับความยาวโฟกัสและการเปลี่ยนมุมสัมผัสของเลนส์ทำได้ง่ายขึ้น ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 0 ถึง 12 โวลต์ สามารถปรับความยาวโฟกัสได้จาก 14.5 ถึง 11.8 มิลลิเมตร และสามารถเปลี่ยนมุมสัมผัสได้จาก 50.2 ถึง 64.3 องศา ซึ่งสอดคล้องกับผลการจำลองสนามไฟฟ้าในของเหลวจากโปรแกรม COMSOL Multiphysics เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นสนามไฟฟ้าในของเหลวก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย