肖 奇，于 涛，章 波，王伟郅，巩伟兴，张嘉伦

(大连海事大学 理学院 物理系,辽宁 大连 116026)

1 引 言

液晶透镜(LCL)[1-2]具有可调谐聚焦、电压驱动、低功耗、制作简单、结构紧凑、稳定性好等特点，在三维显示和成像系统中具有广泛应用性。1979年，Sato[2]首次提出圆孔电极结构液晶透镜的概念。1998年，Naumov等提出模式电极液晶透镜[3]，其结构是在圆孔上镀制了一层高阻薄膜，有效地解决了普通圆孔型液晶透镜在大孔径情况下所存在的边缘场效应明显、成像效果变差和调节电压大等缺陷。

实现快速响应对液晶透镜的应用具有重要意义。近年来，人们已经提出了多种方法来提高液晶透镜的响应速度。2006年，Pishnyak等[4]将盒厚为110 μm的双频液晶(DFLC)透镜响应时间缩短到400 ms。双频液晶透镜可以通过控制施加电压的频率来改善响应速度，然而其驱动电路相对复杂，高频运行时性能不稳定[5]。2005年，Ren等[6]制作了纳米聚合物分散(PDLC)液滴的快速响应液晶透镜，具有较快的响应速度，响应时间仅为0.4 ms，但是其焦距范围为3.3～3.5 cm，动态变化较小，无法实现焦距无穷远，同时需要较高的驱动电压，材料制作难度大。2014年，Chen等制作了响应时间为5.65 ms的蓝相液晶(BPLC)透镜[7]。基于克尔效应的蓝相液晶具有不加电场时各向同性等特点，但其在应用过程中还存在着驱动电压高，稳定温度范围窄等缺点[8]。尽管上述方法都有效地改善了液晶透镜的响应速度，但仍然存在明显的缺点和应用的难度。Pi-cell液晶显示[9-10]具有快速响应的特性，且与传统工艺兼容，因此pi-cell液晶透镜将会有效地提高响应速度。……