В связи с тем, что ширина внешнего кольцевого пояса традиционной линзы на основе жидкокристаллического френеля резко уменьшается с увеличением количества колец, что приводит к снижению оптических характеристик и ограничению эффективного апертурного размера, в данном исследовании предложена структура концентрических кольцевых френелевских жидкокристаллических линз на основе перекрещивающихся электродов. За счет независимого контроля напряжения каждого кольцевого пояса расширяется ширина внешнего кольцевого пояса. Управление напряжением осуществлялось в линейной области отклика жидких кристаллов и с помощью теоретических расчетов обеспечивалось выполнение условия непрерывности производной напряжения каждого кольца для реализации параболического распределения напряжения. Была изготовлена жидкокристаллическая линза с апертурой 2 мм, толщиной слоя жидких кристаллов 30 мкм, и ширинами кольцевых поясов 0.4 мм, 0.3 мм и 0.3 мм соответственно, при этом ширина внешнего кольцевого пояса превышала традиционную однородную структуру на 5 мкм и 73 мкм. Поляризационный интерференционный тест показал, что коэффициент подгонки параболического распределения фазы превышает 99%, максимальное изменение фазы для положительной и отрицательной линз составило 20.9π и 22π соответственно, что соответствует теоретическому значению 21.8π; оптическая диоптрия плавно изменяется в диапазоне -9.7 D~10.1 D и практически линейно связана с разницей напряжений. Тесты изображения показали, что значение MTF50 составляет 0.151 cy/pxl, что лучше, чем 0.132 cy/pxl в традиционной двухконтурной структуре, обеспечивая четкое масштабирование изображения. Результаты показывают, что данная конструкция эффективно расширяет ширину внешнего кольцевого пояса, достигая высококачественного параболического распределения фазы и отличных характеристик изображения.

Оптические приборы; френелевская жидкокристаллическая линза; структура электродов; распределение фазы