微透鏡陣列是光通信、自動立體顯示、波前傳感、集成成像等領(lǐng)域有前景的關(guān)鍵元件之一。例如，微透鏡陣列是集成成像中的關(guān)鍵組件，用于收集和顯示圖像。在大多數(shù)情況下，由于所使用的微透鏡陣列的固定焦距，集成成像中的圖像深度受到限制。

具有電、光或聲可調(diào)折射的液晶（LC）已被廣泛用于可調(diào)微透鏡陣列。由于微透鏡陣列的可調(diào)性，可以探索圖像深度。然而，液晶微透鏡陣列（LC-MLAs）的設(shè)計和制備通常涉及多個制造過程，增加了制造復(fù)雜性和成本。

在一篇發(fā)表在《光：先進制造》雜志上的新論文中，由中國深圳南方科技大學(xué)電子與電子工程系Yan Jun Liu教授領(lǐng)導(dǎo)的先進制造團隊，與南京大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院Yan-Qing Lu教授合作，提出了一種僅需一步曝光即可制備大面積LC-MLA的簡單方法。

a）紫外線照射和相分離過程示意圖。b）在交叉偏振片下面積為 5 cmx5 cm的典型樣品的照片。c）3D圖像再現(xiàn)示意圖。

LC-MLA是通過聚合物/LC復(fù)合材料內(nèi)部的光聚合誘導(dǎo)相分離（PIPS）形成的，其產(chǎn)生鄰近的LC和聚合物層，稱為相分離復(fù)合膜（PSCOF）。復(fù)合膜的形態(tài)可以通過灰度光掩模進行控制。

LC-MLA具有偏振依賴的電調(diào)焦特性，表現(xiàn)出高聚焦和成像質(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，微透鏡的天然焦距為8mm。隨著施加電壓超過閾值，LC發(fā)生重新取向，微透鏡的焦距逐漸增加。研究人員展示了利用制備的微透鏡陣列實現(xiàn)圖像采集和3D顯示器中電調(diào)中心深度平面的方法。

這種制造技術(shù)與已有的制造技術(shù)（如噴墨打印、壓縮成型、光刻膠熱回流焊和3D打印）有著根本的不同，這些技術(shù)具有簡便、單步、低成本和高通量生產(chǎn)的特點。

此外，通過專門設(shè)計的掩模，該技術(shù)可以用作制造具有其他功能的液晶微光學(xué)器件的通用平臺，如液晶柱狀微透鏡陣列、液晶閃耀光柵等。

審核編輯：劉清