光学顕微鏡対物レンズは医学的イメージングや生物学的研究などの分野で広く使用されています。しかし、スネルの法則に基づく従来の光学顕微鏡対物レンズは、多レンズの組み合わせ構造に依存しているため、光学系の小型化が困難です。一般化スネルの法則を理論的基盤とする超レンズ技術は、この問題を解決する新たな道を提供します。本論文では、一般化スネルの法則と等光路原理を組み合わせて、理想的な超レンズの屈折率分布を導出しました。液晶材料は、その電気制御二重屈折特性により、このような屈折率分布を満たすことができます。そこで本論文では、液晶レンズの屈折率分布モデルを構築し、傾斜ITO駆動電極を有する液晶レンズ構造を提案し、このモデルに基づいて屈折率分布を最適化しました。最終的にTechwiz LCD 2Dシミュレーションの結果、液晶レンズに7Vの電圧を印加し、ITO駆動電極の傾斜角度が20°のとき、その屈折率分布が理想的な放物線により近いことを示しました。本論文はさらにZemaxを用いて液晶顕微鏡対物レンズの光学性能を解析し、シミュレーション結果は可視光帯において、倍率は50倍、焦点距離は1.584 mm、開口数は0.124、解像度は2.37 μmであることを示しています。点状分布解析により、本液晶顕微鏡対物レンズは異なる応用シナリオにおいてもRMS半径がエアリーディスクの半径より小さく、エネルギー集中性が良好であることが示されました。MTF曲線は低周波から高周波まで各視野のMTF値がすべて0.3以上であり、従来の検出器の画像要求を満たしていることを示しています。

液晶レンズ;傾斜電極;一般化スネルの法則;液晶顕微鏡対物レンズ