微透鏡陣列（MLA）是自動立體顯示、光通信、波前傳感、積分成像等領域極具前景的關鍵元件之一。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，其圖像深度會受到限制。

紫外曝光和相分離過程示意圖

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

據麥姆斯咨詢報道，南方科技大學電子與電氣工程系劉言軍副教授領導的一支研究團隊與南京大學合作，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。該研究成果現已發表于Light: Advanced Manufacturing期刊。

液晶微透鏡陣列的聚焦特性

這項研究工作所提出的液晶微透鏡陣列通過聚合物/液晶復合材料內部的光聚合誘導相分離（PIPS）制成，產生了液晶/聚合物相鄰層，被稱為相分離復合膜（PSCOF）。復合膜的形態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的電可調聚焦特性，展現了高聚焦和成像質量。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。當施加的電壓超過閾值時，發生液晶重新取向，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，實現圖像采集并在3D顯示中電調諧中心深度平面。

該制造技術與已有報道的噴墨打印、壓縮成型、光刻膠熱回流以及3D打印等技術有著本質區別，具有簡單、單步、低成本和高通量的生產特點。

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

審核編輯：劉清