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yexuqing

木虫之王 (文学泰斗)

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[交流] 【前沿】【转帖】NTT开发出“速度快1000倍”的变焦镜头，采用电光学结晶

NTT开发出“速度快1000倍”的变焦镜头，采用电光学结晶

日本电信电话（NTT）开发的变焦镜头原理图。利用了一种折射率可随施加电压发生变化的“电光学结晶”——KTN（钽铌酸钾）。(点击放大)

使用KTN的变焦镜头元件。单个可作为柱面镜头发挥作用。看上去并不透明，这是因为KTN具有透明度会随温度变化的性质，拍摄时的温度不能使其透明。(点击放大)

KTN单结晶与使用KTN的变焦镜头元件的尺寸比较。可稳定制造出尺寸可达到照片右边的单结晶数倍的结晶。(点击放大)

使用KTN的变焦镜头模块。采用了调温珀尔帖元件。(点击放大)　　NTT开发出了采用折射率可随施加电压发生变化的“电光学结晶”KTN（钽铌酸钾，KTa1-xNbxO3）的变焦镜头。调整焦距所需要的时间仅为1μs。速度比使用PZT（锆钛酸铅）等的现有变焦镜头快1000倍。与采用KTN的光束扫描仪结合使用时，可实现三维光束扫描。
　　在裁切为长方体的结晶的两个相对面上，分别间隔一定距离平行配置两个电极。以其中一个为正极、另一个为负极。给两个电极提供电荷，电极与电极之间就会产生电场。根据电场的分布，电极之间的折射率会连续发生变化，因此可作为凸镜发挥作用。焦距与施加电压的平方成比例变化。由此，可通过电压对焦距进行调整。单个KTN元件可作为聚光成线的柱面镜（Cylindrical Lens）发挥作用，通过组合两个元件，可作为聚光成点的镜头使用。与f=25cm的镜头结合使用并施加1kV的电压时，焦点移动距离为4cm。
　　NTT于2003年开发出了KTN结晶稳定生长技术（参阅本站报道）。06年5月开发出了基于电场分布的光束扫描仪，向KTN结晶通入电流时，电场会发生倾斜，结晶内部的折射率可连续发生变化（参阅报道2）。而此次的变焦镜头与光束扫描仪不同，不需要向结晶通入电流。
　　该公司在09年3月26日举行的发布会上展示的镜头元件看上去并不透明，这是因为KTN具有透明度会随温度发生变化的性质。要提高透明度，可通过调整KTN的钽（Ta）和铌（Nb）的比例，在“从极其接近0K的温度开始到400K左右”（NTT）的范围内设置温度。因此，作为镜头使用时，需要保持一定的设置温度。镜头的寿命“1万小时已经得到确认”。
　　在09年3月30日～4月2日于筑波大学（茨城县土浦市）举行的“第56届应用物理学相关联合演讲会”上，NTT将于3月31日发布此次的成果。（记者：小笠原阳介）
■日文原文
NTTが「1000倍速い」可変焦点レンズを開発，電気光学結晶を利用

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