薛莹莹，李 靖，陆红波，徐 苗*

（1.合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室，现代显示技术省部共建国家重点实验室，光电技术研究院，安徽 合肥 230009；2.合肥工业大学 测量理论与精密仪器安徽省重点实验室，仪器科学与光电工程学院 安徽 合肥 230009；3.合肥工业大学 物理学院，安徽 合肥 230009；4.合肥工业大学先进功能材料与器件安徽省重点实验室，化学与化工学院，安徽 合肥 230009）

1 引言

柱透镜仅在一个轴上会聚或发散光，可以用于光学测量、激光扫描、光谱、激光二极管、声学和光学处理器。传统柱透镜的材质为玻璃或聚合物，通过改变厚度实现聚焦和散焦功能，其焦距固定不变。若要实现变焦距功能，需使用多镜片组，通过齿轮、电机、轴承等机械部件参与变焦，复杂的机械运动不仅磨损镜头、降低使用寿命，而且体积庞大且笨重，不能满足人们对透镜集成化、微型化及智能化的需求。

液晶（Liquid Crystal，LC）是一种既具备晶体的各向异性又具备液体的流动性的软物质，因其独特的光电响应特性被广泛应用在各种光学元件中［1-4］。例如，液晶显示器［5］、空间光调制器［6-9］、智能窗户［10］、液晶光开关［11］、光衰减器［12］等。最早关于液晶透镜的研究始于20 世纪90 年代，日本科学家S.Sato 提出一种新型的单元孔液晶透镜［13］，随后各类液晶透镜［14-18］相继被报道。基于折射率匹配原则的液晶透镜是利用液晶分子的双折射特性和入射光的偏振方向来调控液晶透镜的焦距。集会聚发散功能一体化的液晶透镜［19］通过调节电压调控液晶分子的空间排布，能够灵活实现光束的会聚和发散功能，具有结构紧凑［20］、易于集成、调焦范围宽、低功耗、性能稳定、响应速度快等优点［14］。……