据报道：美国中央佛罗里达大学的物理学家Shin-Tson Wu和同事们发明了一种新型可调液晶透镜，它的焦距可以通过改变施加的电压进行调整。与传统液晶透镜相比，这种新材料的散光更小。它可以用来制造变焦透镜和其它微光自学设备。这项研究发表在《Appl.Phys.Lett.》杂志上。

 

大多数液晶透镜都是利用液晶分子在外电场下改变指向的性质进行工作的。如果外电场足够大，它们的指向可以排列成与外电场方向相同。这个过程会改变液晶的折射率，也就是改变材料的焦距。

 

Wu和同事们研制的这种新透镜可以以一种完全不同的方式改变透镜的焦距。他们的元件中含有液晶分子和小的N-vinylpyrrollidone单体的混合物质，这种混合物质夹在两片玻璃衬底之间，每片衬底都包裹了一层透明的氧化铟锡，然后再把一个凹透镜平底朝上地放在一个衬底上。当不加电压时，液晶-单体混合物质均匀分布在衬底之间。而当研究人员们在两个衬底上施加电压时，液晶分子向电场高的一端聚集，而单体向衬底中间运动，那里的电场较低。这样就形成了液晶分布的梯度变化，元件的折射率也就改变了，两端折射率最大，中间最小。研究人员们利用CCD相机观察一束氦氖激光入射到这种元件后的聚焦情况，验证了它可以起到透镜的作用。令研究人员们感兴趣的是他们可以通过调节电压来改变透镜的焦距。

 

另外，因为元件中不包含分子再定位过程，所以这种新透镜克服了传统液晶透镜的很多缺点，例如强散光、失真和焦距改变时光线散射等。

 

这种新透镜的唯一缺点是它的聚焦时间长达三分钟。这是由于它的尺寸较大（9毫米）造成的，也就是说其中的分子扩散较慢。但是如果考虑微米尺寸的透镜时，就没有这个问题了，那时室温下的响应时间大约是一秒钟。这项技术还可以用来制造其它自适应微光子设备，例如棱镜阵列和相位衍射光栅。（教育部科技发展中心网）