通常情况下,有效获取复杂背景环境中的清晰目标图像,是直观展示成像观察效能的基本要求,涉及光能流输运的两个基本控制要素即光强与波前。由于大气湍流、环境温度以及对抗性因素的影响,会造成因波前出现不同程度的畸变从而降低像质这一问题。常规的自适应光学成像系统,多基于波前测调与光强成像独立进行的两套光路,采用固定折射率微镜阵列以及复杂机械结构,执行波前测调与成像性能提高操作。具有结构复杂、体积大、响应与调节时间长、使用范围有限等缺陷。发展基于单一光路、操控简单、可快速响应的新型自适应光学成像技术,已成为目前的迫切需求,受到广泛关注和重视。本文基于向列相液晶材料的受控电光特性,针对大动态范围波前测调需求,开展可增强波前成像效能的电控调焦摆焦液晶微镜阵列研究。主要研究内容如下所述。首先根据向列相液晶材料的电光物性,构建基于图案化电极驱控的液晶微镜架构。利用弛豫法和有限差分法,对电控液晶指向矢的空间分布特征进行建模和仿真,并利用圆孔电极液晶微镜阵进行模型检验。基于模拟仿真,配置面阵液晶微镜的电极图案结构和参数。针对大动态范围波前测调要求,提出两种多电极独立加电的调焦摆焦液晶微镜阵列方案,以及进一步执行大动态范围波前测调的机理分析。然后分别采用金属Al和氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)材料,开展电调焦摆焦液晶微镜阵列的刻蚀制备。利用电子束蒸镀Ni-Au薄膜及套刻等工艺手段,解决ITO外接电路引脚与引线难以互熔键合等问题。基于4μm精度要求,采用电感耦合等离子刻蚀技术,保证电子学图案结构的完整性。采用引线键合技术,完成微镜面阵与PCB板的多引线连接。最后通过搭建适用于电控液晶微镜阵列其调焦摆焦属性的光学测试系统,对Al和ITO材质的电调焦摆焦液晶微镜阵列进行常规光学性能测量。测试结果表明,三电极液晶微镜阵列显示较佳的电控调焦和摆焦效能,双层四电极液晶微镜阵列显示较好的聚焦和调焦性能。所加载的均方电压驱动信号相对较低,可用于较大动态范围的波前测调操作。所进行的研究工作,为进一步开展面向高性能波前成像的波前测调研究提供了基本方法和关键技术支撑。