Производители цифровых камер стремятся снабжать свою продукцию объективами с переменным фокусным расстоянием (зум-объективы или трансфокаторы), но они зачастую слишком громоздки для сотовых телефонов и миниатюрных цифровых камер. Исследовательская группа Университета Центральной Флориды (UCF) во главе с профессорами оптики Шин-Цоном Ву (Shin-Tson Wu) и Хонгвеном Реном (Hongwen Ren) разработала адаптивные зум-объективы. Преимущества новой технологии очевидны. Размеры объективов на основе адаптивной оптики значительно меньше традиционных оптических объективов. Кроме того, система адаптивных линз регулирует фокусное расстояние почти мгновенно, не перемещая линзы, в то время как в обычных объективах — трансфокаторах — для настройки фокусного расстояния необходимо механически менять положение оптических линз.
Исследовательская группа из UCF разработала метод изготовления адаптивных линз. Подход основан на способности слоя жидких кристаллов под действием электрического поля изменять коэффициент преломления. Исследователи регулируют коэффициент преломления, увеличивая или уменьшая напряженность концентрического электрического поля заданной формы. Примечательно, что yже небольшое напряжение, приложенное к прозрачному электроду, изменяет фокусное расстояние линзы. Этот факт делает данную технологию выгодной для производителей. Для камер сотовых телефонов требуется изменение фокусного расстояния в три раза, при этом низкое напряжение позволит экономно расходовать заряд батареи.
Преимуществами линз, как электрически управляемых (рис. 1), так и оптически управляемых, являются простота их изготовления, возможность получать различные диаметры линз и монотонная зависимость фокусного расстояния от частоты управляющего напряжения (последнее характерно для электрически управляемых линз). Для оптически управляемых линз характерно, что их фокусное расстояние зависит от величины освещенности, а величиной фоточувствительности линзы можно управлять с помощью частоты питающего напряжения. Возможными областями применения адаптивных линз могут стать системы наблюдения (астрономия, офтальмология), системы машинного видения, а также области, связанные с использованием адаптивных оптических систем с обратной оптической связью.
Разработанные корректоры представляют собой многоканальные корректоры волнового фронта с перестраиваемой функцией отклика (рис. 2). По сравнению с зональными корректорами они отличаются более широкими возможностями формирования волнового фронта благодаря плавной функции отклика, зависящей от частоты и амплитуды управляющего сигнала и от разности фаз напряжений на различных контактах. Устройства могут иметь широкую апертуру, будучи при этом значительно дешевле по сравнению с их аналогами на гибких зеркалах. Эксперименты по исследованию возможностей адаптивно-оптической системы с обратной связью на основе использования модальных жидкокристаллических корректоров волнового фронта со стеклометаллической подложкой показали, что она устойчиво справляется с задачей компенсации за небольшое число итераций.
