Inställbara optiska system har alltid varit en avgörande komponent inom fälten för tredimensionella (3D) biomedicinska avbildning, industriell tillverkning och avancerad spektroskopi. Kärnproblemet med att designa inställbara optiska system är hur man snabbt kan kontrollera ljusets fokalposition i tredimensionellt utrymme. Endast genom att förverkliga höghastighetsfokuskontroll kan vi förbättra hastigheten för mål 3D-återhämtning i bildfältet och förbättra dess bearbetningsutgång i laserbehandlingsfältet.
Även om speglar och lätta avböjare kan användas för att uppnå snabb kontroll av ljus i X- och Y-riktningarna, är traditionella metoder baserade på optiska komponenter eller mekaniskt rörliga prover kontrollhastigheter i Z-focusriktningen tre storleksordningar långsammare än i X- och Y-riktningarna. Därför är det nödvändigt att ytterligare förbättra kontrollhastigheten för det inställbara optiska systemet i z-fokuseringsriktningen för att uppnå ett verkligt tredimensionellt snabbt inställningsbart optiskt system.
Nyligen publicerade Craig B. Arnold [⏬] och andra från Princeton University en recension i Nature Photonics, med titeln "Variabla optiska element för snabb fokuskontroll", analysera och introducera nyckelteknologier för höghastighetsens optiska komponenter som uppnår submillisekund och mikrosekondens svarstider, granskar tillämpningen av denna teknikutveckling i relaterade tekniska områden och diskuterar de viktiga utvecklingen av denna teknik.
1. Nyckelteknologier för höghastighetszoomoptiska system
För närvarande utvecklas huvudteknologierna för att förverkliga höghastighets zoomoptiska system huvudsakligen i två riktningar: en är att förbättra responstiden för material; Den andra är att tillämpa ny inställningsteknik. Som visas i tabell 1 finns det inställbara optiska system baserade på olika arbetsprinciper. I artikeln ger författaren en detaljerad introduktion till tre senaste tekniker: ferroelektrisk flytande kristalllins, justerbar akustisk gradientlins och adaptiv optisk teknik.