卢佳玮，袁道成，刘 乾

（中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621000）

引言

液体透镜是近年来发展的一种新型光学元件，可以不采用任何移动组件，通过改变透镜表面的曲率而调整焦距，具有体积小、寿命长、响应快、重复性好、可连续变焦等优势[1]。液体透镜能大幅度地简化现有变焦系统，为光学设计过程提供了一个全新的自由度。液体透镜自被提出以来，基于不同原理出现了多种类型[2-6]，主要可分为两大类：渐变折射率透镜和变曲率透镜[7-8]。液体透镜目前主要应用于显微成像和相机变焦系统，实现快速对焦和变倍。

液体透镜的波前质量会影响整体光学系统的成像质量。目前的研究大多是测量像差[9-11]，设计固-液组合透镜[12]或将液体透镜与数字图像处理相结合（比如波前编码[13]、分裂透镜的周边孔图案电极补偿波前不对称性[14]）补偿像差，测试焦距变化范围、响应时间等结构性能[15]。但在更精密的使用场景下，比如在移相干涉测量中使用液体透镜移相[16]，由于相移源于液体透镜的表面曲率变化引起的光程差（测量臂与参考臂之间的光程差，optical path difference，OPD）变化，即波前变化，故需探明液体透镜的透射波前变化特性。本文通过理论和仿真分析了典型商品液体透镜光程差随曲率半径的变化，以及光程差对光焦度的敏感性，以研究光瞳空间内光程差微变的一致性，即相移的一致性。利用激光干涉仪通过3 种光路分别测量该液体透镜在零、正、负光焦度状态下的透射波前，通过分析实验数据验证光瞳空间内光程差微变的一致性，为液体透镜在移相干涉测量中的应用和像差补偿提供支撑。……