使用PSCOF方法演示电可调谐微透镜阵列

微透镜阵列是自动立体显示、光学通信、波前传感、集成成像等领域有前景的关键元件之一。例如，微透镜阵列是集成成像中的关键组件，用于收集和显示图像。在大多数情况下，由于所使用的微透镜阵列的固定焦距，集成成像中的图像深度受到限制。

具有电、光或声可调折射的液晶（LC）已被广泛用于可调微透镜阵列。由于微透镜阵列的可调性，可以探索图像深度。然而，液晶微透镜阵列（LC-MLAs）的设计和制备通常涉及多个制造过程，增加了制造复杂性和成本。

在一篇发表在《光：先进制造》杂志上的新论文中，由中国深圳南方科技大学电子与电子工程系Yan Jun Liu教授领导的先进制造团队，与南京大学工程与应用科学学院Yan-Qing Lu教授合作，提出了一种仅需一步曝光即可制备大面积LC-MLA的简单方法。

a）紫外线照射和相分离过程示意图。b）在交叉偏振片下面积为 5 cmx5 cm的典型样品的照片。c）3D图像再现示意图。

LC-MLA是通过聚合物/LC复合材料内部的光聚合诱导相分离（PIPS）形成的，其产生邻近的LC和聚合物层，称为相分离复合膜（PSCOF）。复合膜的形态可以通过灰度光掩模进行控制。

LC-MLA具有偏振依赖的电调焦特性，表现出高聚焦和成像质量。在没有施加电压的情况下，由于其固有的梯度折射率分布，微透镜的天然焦距为8mm。随着施加电压超过阈值，LC发生重新取向，微透镜的焦距逐渐增加。研究人员展示了利用制备的微透镜阵列实现图像采集和3D显示器中电调中心深度平面的方法。

这种制造技术与已有的制造技术（如喷墨打印、压缩成型、光刻胶热回流焊和3D打印）有着根本的不同，这些技术具有简便、单步、低成本和高通量生产的特点。

此外，通过专门设计的掩模，该技术可以用作制造具有其他功能的液晶微光学器件的通用平台，如液晶柱状微透镜阵列、液晶闪耀光栅等。

相关链接：https://phys.org/news/2023-10-scientists-electrically-tunable-microlens-array.html

https://dx.doi.org/10.37188/lam.2023.028