Da die Bandbreite des äußeren Ringbands traditioneller Fresnel-Flüssigkristalllinsen mit zunehmender Ringanzahl stark abnimmt, was zu einer Verschlechterung der optischen Leistung und einer Begrenzung der effektiven Apertur führt, wird in dieser Studie eine konzentrische Ring-Fresnel-Flüssigkristalllinsenstruktur auf Basis von Kamm-Elektroden vorgeschlagen. Durch unabhängige Steuerung der Antriebsspannung jedes Rings wird die Bandbreite des äußeren Ringbands erweitert. Die Antriebsspannung wird im linearen Reaktionsbereich des Flüssigkristalls gehalten und theoretisch berechnet, sodass die Spannung jedes Rings die Ableitungsstetigkeitsbedingungen erfüllt und eine parabolische Spannungsverteilung realisiert wird. Experimentell wurde eine Flüssigkristalllinse mit einer Apertur von 2 mm, einer Flüssigkristallschichtdicke von 30 μm und Ringbreiten von jeweils 0,4 mm, 0,3 mm und 0,3 mm hergestellt. Das äußere Ringband vergrößert sich um 5 μm bzw. 73 μm im Vergleich zur Doppelbus-Antriebsstruktur mit gleicher maximaler optischer Brennweite. Polarisationsinterferenztests zeigten, dass die Parabelfitgenauigkeit der Phasenverteilung über 99 % liegt, die maximalen Phasenänderungen für positive und negative Linsen jeweils 20,9π bzw. 22π betragen und im Wesentlichen mit dem theoretischen Wert von 21,8π übereinstimmen; die optische Brennweite ist im Bereich von -9,7 bis 10,1 D kontinuierlich einstellbar und steht in annähernd linearer Beziehung zur Spannungdifferenz. Bildtests zeigen, dass der MTF50-Wert dieser Struktur 0,151 Zyklen/Pixel beträgt, besser als die 0,132 Zyklen/Pixel der traditionellen Doppelbus-Antriebsstruktur, mit klarem Zoom-Bild. Die Ergebnisse zeigen, dass dieses Design die Bandbreite des äußeren Ringbands effektiv erweitern kann und eine hochwertige parabolische Phasenverteilung sowie eine hervorragende Bildleistung erzielt.

optische Geräte; Fresnel-Flüssigkristalllinse; Elektrodenstruktur; Phasenverteilung