광학 현미경 대물렌즈는 의료 영상, 생물학 연구 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 스넬 법칙에 기반한 전통적인 광학 현미경 대물렌즈는 다중 렌즈 조합 구조에 의존하기 때문에 광학 시스템의 소형화가 어렵습니다. 광범위한 스넬 법칙을 이론적 기초로 하는 초렌즈 기술은 이 문제를 해결하는 새로운 경로를 제공합니다. 본 논문에서는 광범위한 스넬 법칙과 등광경로 원리를 결합하여 이상적인 초렌즈의 굴절률 분포를 유도하였습니다. 액정 재료는 전기 제어 이중굴절 특성에 기반하여 이러한 굴절률 분포를 만족할 수 있습니다. 이를 위해 본 논문에서는 액정 렌즈의 굴절률 분포 모델을 구축하고 경사된 ITO 구동 전극을 가진 액정 렌즈 구조를 제안하였으며, 이 모델을 바탕으로 굴절률 분포를 최적화하였습니다. 최종적으로 Techwiz LCD 2D 시뮬레이션 결과, 액정 렌즈에 7V 전압을 인가하고 ITO 구동 전극의 경사 각도가 20°일 때 그 굴절률 분포가 이상적인 포물선에 더 가깝다는 것을 보여주었습니다. 또한 본 논문에서는 Zemax를 통해 액정 현미경 대물렌즈의 광학 성능을 분석하였으며, 시뮬레이션 결과는 가시광선 대역에서 배율이 50배, 초점 거리가 1.584mm, 수치 개구 NA가 0.124, 해상도가 2.37μm임을 나타냈습니다. 점열 분석 결과, 해당 액정 현미경 대물렌즈는 다양한 응용 환경에서 RMS 반경이 에어리 원반 반경보다 작아 에너지 집중성이 우수함을 확인하였습니다. MTF 곡선은 저주파에서 고주파까지 각 시야의 MTF 값이 모두 0.3 이상으로 일반적인 검출기 영상 요구를 충족함을 보여주었습니다.

액정 렌즈;경사진 전극;광범위 스넬 법칙;액정 현미경 대물렌즈