电扫描液晶微透镜的设计与制作研究

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电扫描液晶微透镜作为一种新型的光学元器件,具有独特的电光性质。通过改变外加电压,可以改变器件中的液晶分子的空间排布,使其折射率的分布发生改变,从而表现出特殊的光学物性。其焦距可由外加电压来控制,当同时给多个电极施加电压时,甚至可以实现焦点的摆动。在自适应光学、高性能成像探测以及光通信、等领域,具有广泛的应用前景。本文介绍了液晶类型,液晶理论以及液晶发展状况,阐述了液晶的电光特性,并设计了四圆饼电极微透镜并详细介绍了其制作器件的工艺流程。首先,利用Auto-cad软件,设计了用于制作器件电极的光刻版图;然后通过光刻、显影、湿法刻蚀等制作了电极结构;通过涂覆聚酰亚胺、PI固化以及摩擦等,制作了液晶的定向层结构;最后,经制作液晶结构的隔离介质、加灌液晶、器件封装等,获得了四圆饼液晶微透镜。通过实验,建立一整套制作器件的工艺流程,确定了关键性的工艺参数。然后设计并构建了测试器件的电光性能指标的测试光路,测试并分析了电控液晶分子的常规光学效能。实验结果显示,通过调节CCD成像器和液晶微透镜之间的距离,以及电极间的外加电压,可以有效的实行聚焦;当只改变一个电极的电压时,可以观察到焦点的摆动。
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