针对传统电极驱动液晶透镜的电场分布在驱动电极边缘的问题, 设计了一种高阻值层驱动电极来控制液晶分子偏转的低压驱动和焦距可调的液晶透镜.利用磁控溅射工艺在含镂空孔阵列的面状铝电极基板表面沉积一层掺铝氧化锌透明薄膜, 形成高阻值层驱动电极; 利用液晶盒成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板(氧化铟锡玻璃基板)组装成液晶透镜, 研究掺铝氧化锌高阻值层、驱动电压、工作频率对液晶透镜光学性能的影响.实验结果表明, 对比传统电极驱动液晶透镜, 高阻值层电极驱动液晶透镜在驱动电压2.2 Vrms和工作频率130 kHz下获得的干涉圆环均匀, 聚焦光斑小.同时, 在驱动电压1.8~2.8 Vrms和工作频率130 kHz下所制备的液晶透镜焦距可调范围为4.27～2.88 mm.

在双层介电薄膜结构双液体变焦透镜模型的基础上, 分析了透镜焦距与外加电压、双层介电薄膜的介电常量、薄膜厚度等参量的关系.并以降低双液体变焦透镜驱动电压为目的, 选择了相对介电常量较高的五氧化二钽薄膜作为内层介电层, 相对介电常量较低的防水层为外层介电层, 分析了双层介电薄膜的厚度以及厚度的匹配对双液体变焦透镜的变焦范围和驱动电压的影响, 在保证一定的变焦范围并尽可能降低透镜驱动电压情况下获得最佳透镜工艺参量.模拟结果表明: 疏水层薄膜厚度比高介电层薄膜厚度小很多时, 双液体变焦透镜可实现低压驱动, 且双液体变焦透镜在一定变焦范围内所需驱动电压可下降到10 V以下, 而疏水层薄膜厚度与高介电层薄膜厚度相当或高于高介电层薄膜厚度都不能有效利用高介电薄膜的高介电性能来降低双液体变焦透镜的驱动电压.