锥透镜、锥透镜最小底角调整装置和调整方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉透镜技术领域，尤其涉及一种锥透镜、锥透镜最小底角调整装置和调整方法，本发明专利技术的锥透镜包括电极和液晶层；电极包括第一电极和第二电极，液晶层位于第一电极和第二电极之间；第一电极与第二电极之间的距离为0.1mm至0.7mm；所述电极用于接收第一驱动电压v1，第一驱动电压v1为第一电极与第二电极之间的电压。本发明专利技术的锥透镜最小底角调整装置，包括驱动电源和锥透镜，本发明专利技术的调整方法使透镜的电极接收第一驱动电压v1，并调整第一驱动电压v1的取值。本发明专利技术通过调整所述锥透镜的第一驱动电压v1的取值来快速，实时地对锥透镜的最小底角进行调整，并获得比现有技术更小的最小底角。角。角。

【技术实现步骤摘要】
锥透镜、锥透镜最小底角调整装置和调整方法


[0001]本专利技术涉透镜
，尤其涉及一种锥透镜、锥透镜最小底角调整装置和调整方法。

技术介绍

[0002]锥透镜是一种重要的光学元器件，它可以将入射光线按照一定的角度进行折射。通过这些折射后的光束之间的干涉和衍射，使得锥透镜的焦线可以变得很长，能沿着光轴产生的一条长的焦距线。当一束高斯光束透过锥透镜时，会变成一束贝塞尔光束，从而可以大大减少衍射的影响，并在焦线上光场有一个均匀的强度分布，锥透镜的这些特性使它得到了广泛的应用，比如用于产生非共线的谐波，用于高敏感的巧光测量，用来进行纳米粒子筛选，用锥透镜替代球透镜解决离焦问题等。锥透镜的还有一个显著的优势是能得到一个成像物体的深度信息。
[0003]现在技术中也有不少可以产生贝塞尔光束的方法，例如：
[0004]1.利用在传统会聚透镜后焦面加入一个带环形通光孔径的光阑产生贝塞尔光束；
[0005]2.利用空间光调制器产生贝塞尔光束；
[0006]3.利用TAG lens产生贝塞尔光束；
[0007]4.利用锥透镜产生贝塞尔光束。
[0008]但是利用在传统会聚透镜后焦面加入一个带环形通光孔径的光阑的方法所产生贝塞尔光束的焦深不如传统锥透镜的焦深大；利用空间光调制器产生贝塞尔光束的方法成本高，且调制函数复杂；利用TAG lens产生贝塞尔光束的方法所形成的锥透镜的最小底角受锥形腔体和液体介质的影响，而无法对其最小底角进行方便，快速，实时地调节。
[0009]实际应用中，采用锥透镜来产生贝塞尔光束的情况较多。但是使用锥透镜产生贝塞尔光束时，由于贝塞尔
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高斯光束的最大无衍射距离与锥透镜的最小底角成反比，因此要想获得更大的贝塞尔
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高的斯光束的最大无衍射距离，就需要最小底角值更小的锥透镜，但是传统的锥透镜由于工艺的限制，锥透镜的最小底角受到限制，为0.5度至1度左右，这严重限制了所产生的贝塞尔
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高斯光束的最大无衍射距离，因此采用现有技术的锥透镜也无法获得更大景深和清晰度更高的图像。并且，由于传统的锥透镜制造完成后锥透镜最小底角就已经固定，如果要改变其最小底角，只有更换锥透镜，因此在实际应用中没法实现快速实时地进行最小底角的调整，因此传统的锥透镜无法适用于需要快速实时地改变最小底角的应用场合。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术提供一种锥透镜、锥透镜最小底角调整装置和调整方法来解决现有技术中锥透镜最小底角值过大，致使锥透镜产生的贝塞尔
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高斯光束的最大无衍射距离短，以及锥透镜最小底角无法快速实时调整的问题。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术的通过以下技术方案来实现：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种锥透镜，所述锥透镜包括液晶透镜元件，所述液晶透镜元件包括电极和液晶层；
[0013]所述电极包括第一电极和第二电极，所述第二电极为圆孔状电极；
[0014]所述液晶层位于第一电极和第二电极之间；
[0015]在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为0.1mm至0.7mm；
[0016]所述电极用于接收第一驱动电压v1，所述第一驱动电压为第一电极与第二电极之间的电压。
[0017]优选的，在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为0.2mm至0.5mm；
[0018]所述第一驱动电压v1的范围为0V至35。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种锥透镜，所述锥透镜包括液晶透镜元件，所述液晶透镜元件包括电极和液晶层；
[0020]所述电极包括第一电极和第二电极，所述第二电极为圆孔状电极；
[0021]所述液晶层位于第一电极和第二电极之间；
[0022]所述电极还包括第三电极，所述第二电极位于第一电极和第三电极之间，所述液晶层位于第一电极和第二电极之间，在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为d1，所述第二电极的与第三电极之间的距离为d2，其中0≤d2≤0.4，d2/2+0.3≤d1≤
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d2/2+0.7，其中d1和d2的单位为mm；
[0023]所述电极用于接收第一驱动电压v1和第二驱动电压v2，所述第一驱动电压v1为第一电极与第二电极之间的电压，所述第二驱动电压v2为第二电极和第三电极之间的电压。
[0024]优选地，其中v1和v2满足：0≤v2≤40，0≤v1≤3
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v2/4+30，其中v1和v2的单位为V。
[0025]第三方面，本专利技术提供一种锥透镜最小底角调整装置，包括驱动电源和第一方面中所述的锥透镜，所述驱动电源用于提供所述第一驱动电压v1，所述驱动电源为可调电源。
[0026]优选的，还包括驱动电压调整模块，所述驱动电压调整模块用于调整驱动电源提供的第一驱动电压v1值,其中v1的调整量ΔV的取值范围为Δv1/v1≤0.07。
[0027]第四方面，本专利技术提供一种锥透镜最小底角调整装置，包括驱动电源和第一方面中所述的锥透镜，所述驱动电源用于提供第一驱动电压v1和第二驱动电压v2，驱动电源所提供的第一驱动电压v1或/和第二驱动电压v2为可调电压。
[0028]优选的，还包括驱动电压调整模块，所述驱动电压调整模块用于调整第一驱动电压v1或/和第二驱动电压v2；
[0029]其中v1的调整量Δv1的取值范围为Δv1/v1≤0.07，其中v2的调整量Δv2的取值范围为Δv2/v2≤0.07。
[0030]第五方面，本专利技术提供一种锥透镜最小底角调整方法，包括第一方面中的锥透镜的电极接收第一驱动电压v1；
[0031]调整第一驱动电压v1的取值。
[0032]优选的，其中v1的调整量Δv1的取值范围为Δv1/v1≤0.07。
[0033]第六方面，本专利技术提供一种锥透镜最小底角调整方法，包括：
[0034]第一方面中所述锥透镜的电极接收第一驱动电压v1和第二驱动电压v2；
[0035]调整第一驱动电压v1或/和第二驱动电压v2的取值。
[0036]优选的，其中v1的调整量Δv1的取值范围为Δv1/v1≤0.07，其中v2的调整量Δv2的取值范围为Δv2/v2≤0.07。
[0037]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的锥透镜，锥透镜最小底角调整装置和调整方法，通过将第一电极与第二电极之间的距离设置在0.1mm至0.7mm之间，并给第一电极和第二电极之间加上第一驱动电压，利用其形成的电场驱动液晶分子呈近似的圆锥形排布，使所有通过液晶层的入射光线都以—个相同的角度进行折射，从而形成可以靠电压驱动的液晶锥透镜。并通过调整第一驱动电压的值来控制电场在空间中的分布情况，从而调整液晶锥透镜的最小底角，其调整过程不需要改变锥透镜的外形，不需要对锥透镜进行重新加工，因此不会受到加工工艺的限制，可以获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锥透镜，其特征在于，所述锥透镜包括液晶透镜元件，所述液晶透镜元件包括电极和液晶层；所述电极包括第一电极和第二电极，所述第二电极为圆孔状电极；所述液晶层位于第一电极和第二电极之间；在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为0.1mm至0.7mm；所述电极用于接收第一驱动电压v1，所述第一驱动电压为第一电极与第二电极之间的电压。2.如权利要求1所述的锥透镜，其特征在于，在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为0.2mm至0.5mm；所述第一驱动电压v1的范围为0V至35V。3.锥透镜，其特征在于，所述锥透镜包括液晶透镜元件，所述液晶透镜元件包括电极和液晶层；所述电极包括第一电极和第二电极，所述第二电极为圆孔状电极；所述液晶层位于第一电极和第二电极之间；所述电极还包括第三电极，所述第二电极位于第一电极和第三电极之间，所述液晶层位于第一电极和第二电极之间，在沿第一电极的平面的法向方向上，所述第一电极与第二电极之间的距离为d1，所述第二电极的与第三电极之间的距离为d2，其中0≤d2≤0.4，d2/2+0.3≤d1≤
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d2/2+0.7，其中d1和d2的单位为mm；所述电极用于接收第一驱动电压v1和第二驱动电压v2，所述第一驱动电压v1为第一电极与第二电极之间的电压，所述第二驱动电压v2为第二电极和第三电极之间的电压。4.如权利要求3所述的锥透镜，其特征在于，其中v1和v2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志强，张亚磊，叶茂，陈晓西，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：