I sistemi ottici sintonizzabili sono sempre stati un componente cruciale nei campi di imaging biomedico tridimensionale (3D), produzione industriale e spettroscopia avanzata. Il problema principale della progettazione di sistemi ottici sintonizzabili è come controllare rapidamente la posizione focale della luce nello spazio tridimensionale. Solo realizzando il controllo di messa a fuoco ad alta velocità possiamo migliorare il tasso di recupero 3D target nel campo di imaging e migliorare la sua produzione di elaborazione nel campo di elaborazione laser.
Sebbene gli specchi e gli deflettori della luce possano essere utilizzati per ottenere un rapido controllo della luce nelle direzioni X e Y, i metodi tradizionali basati su componenti ottici o le velocità di controllo dei campioni in movimento meccanico della direzione Z-Focus sono tre ordini di grandezza più lenti rispetto alle direzioni X e Y. Pertanto, è necessario migliorare ulteriormente la velocità di controllo del sistema ottico sintonizzabile nella direzione Z-Focus per ottenere un sistema ottico veramente tridimensionale sintonizzabile rapido.
Recentemente, Craig B. Arnold [⏬] e altri della Princeton University hanno pubblicato una revisione in Nature Photonics, intitolata "Elementi ottici variabili per il controllo rapido del focus", analizzando e introducendo le tecnologie chiave per le prospettive di sviluppo ad alta velocità.
1. Tecnologie chiave per sistemi ottici di zoom ad alta velocità
Al momento, le tecnologie chiave per la realizzazione di sistemi ottici di zoom ad alta velocità sono principalmente sviluppate in due direzioni: una è migliorare il tempo di risposta dei materiali; L'altro è applicare nuove tecnologie di sintonizzazione. Come mostrato nella Tabella 1, ci sono sistemi ottici sintonizzabili basati su diversi principi di lavoro. Nell'articolo, l'autore fornisce un'introduzione dettagliata alle ultime tre tecnologie: lenti a cristallo liquido ferroelettrico, lente a gradiente acustico regolabile e tecnologia ottica adattiva.