微透鏡陣列（MLA）是自動(dòng)立體顯示、光通信、波前傳感、積分成像等領(lǐng)域極具前景的關(guān)鍵元件之一。例如，微透鏡陣列就是積分成像中用于采集并顯示圖像的關(guān)鍵元件，大部分情況下，由于所使用微透鏡陣列的焦距固定，其圖像深度會(huì)受到限制。

紫外曝光和相分離過程示意圖

具有電學(xué)、光學(xué)或聲學(xué)可調(diào)諧折射的液晶（LC）已被應(yīng)用于可調(diào)諧微透鏡陣列。憑借微透鏡陣列的可調(diào)諧能力，圖像深度得以拓展。不過，液晶微透鏡陣列（LC-MLA）的設(shè)計(jì)和制備通常涉及多種制造工藝，增加了制造復(fù)雜性和成本。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，南方科技大學(xué)電子與電氣工程系劉言軍副教授領(lǐng)導(dǎo)的一支研究團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)合作，提出了一種僅需一步曝光即可制備大面積液晶微透鏡陣列的簡單方法。該研究成果現(xiàn)已發(fā)表于Light: Advanced Manufacturing期刊。

液晶微透鏡陣列的聚焦特性

這項(xiàng)研究工作所提出的液晶微透鏡陣列通過聚合物/液晶復(fù)合材料內(nèi)部的光聚合誘導(dǎo)相分離（PIPS）制成，產(chǎn)生了液晶/聚合物相鄰層，被稱為相分離復(fù)合膜（PSCOF）。復(fù)合膜的形態(tài)可以通過灰階光掩模來控制。

這種液晶微透鏡陣列具有偏振相關(guān)的電可調(diào)聚焦特性，展現(xiàn)了高聚焦和成像質(zhì)量。在沒有施加電壓的情況下，由于其固有的梯度折射率分布，該微透鏡具有8 mm的天然焦距。當(dāng)施加的電壓超過閾值時(shí)，發(fā)生液晶重新取向，微透鏡的焦距逐漸增加。研究人員演示了利用所制備的微透鏡陣列，實(shí)現(xiàn)圖像采集并在3D顯示中電調(diào)諧中心深度平面。

該制造技術(shù)與已有報(bào)道的噴墨打印、壓縮成型、光刻膠熱回流以及3D打印等技術(shù)有著本質(zhì)區(qū)別，具有簡單、單步、低成本和高通量的生產(chǎn)特點(diǎn)。

此外，通過專門設(shè)計(jì)的掩模，該技術(shù)可以成為制造具有其它功能的液晶微光學(xué)器件的通用平臺(tái)，如液晶柱狀微透鏡陣列、液晶閃耀光柵等。

審核編輯：劉清