通常而言，实现自适应透镜功能一般采取两种方案：一是曲率r变化，二是折射率n变化。第一种方案与人眼原理相同，典型代表是聚合物透镜和液体透镜；第二种折射率改变则依靠液晶材料实现。液晶材料是显示领域必不可少的材料，而本研究利用的是液晶材料的非显示功能——当在机理上分布电压、施加条形或交叉状电压时，液晶分子的转向会发生改变，此时无需控制界面，即可自然形成对光束折射汇聚的功能。这是比较经典的两大类型。
就产业界而言，液体透镜实际上属于变曲率类型，由液体填充，通过调控液-液界面曲率实现调焦，该技术大约在2003到2006年间起步。代表性企业包括Corning、Optotune、HOLOCHIP三家公司，其中Optotune主要专注于VCM音圈马达，在3号馆设有展览，同时提供手动控制透镜；HOLOCHIP则采用液晶和电制液晶材料。
刘超副教授简单区分了两种变焦方式：液-液界面调控变焦和液-膜界面调控变焦。
（一）液-液界面调控变焦：透镜内部填充两种密度相近但折射率差较大的液体。通过外加电压调控液-液界面的接触角，曲率可由负到正、由正到负变化，从而实现非机械移动的变焦。
（二）液-膜界面调控变焦： 顾名思义，在液体上覆盖一层薄膜，通过外部圈（可采用压电驱动或VCM驱动）控制膜的曲率，间接调控液体材料的焦距。由于液体材料具有较大的折射率，因此可有效调节焦距。
同时刘超副教授展示了基于液体透镜的光学系统产品。与基于传统物理透镜的系统相比，传统系统有大量机械应用部件，而液体透镜系统不需要任何机械部件，仅依靠内部调控实现调焦，无任何机械移动。因此其特点比较明显：自适应性强，可根据系统要求实时调整；轻量化，一片液体透镜即可替代多片固体透镜，系统重量显著降低；成本低，主要成分为液体，免去了固体透镜粗磨、精磨、抛光、镀膜等复杂工艺。
在驱动技术方面，刘超副教授介绍了VCM音圈马达（机械驱动类）和电润湿驱动。其实验室在机械驱动和电润湿驱动方面均有研究。电润湿的原理是：加电后导电液体的接触角会发生变化。例如在0V时接触角达到100多度，加电后由于电润湿效应，接触角由100多度变为40、50度甚至更小，相当于用电控制湿润性，因此称为“电润湿”。在电润湿型液体透镜中，初始状态无电压时光线发散，加电后接触角改变，光线由发散转为汇聚。
在材料方面，将液体透镜延伸到红外波段，就对材料提出了特殊要求：导电液体和绝缘液体的折射率差要大，但密度要相同。其工作原理由折射角来调试，调试原理基于杨氏方程和焦距的关系。刘超副教授指出，开展红外液体透镜研究的核心逻辑在于：液体透镜是对物理透镜的一种补充，红外液体透镜又是对液体透镜在成像及更广泛应用范围上的拓展。
刘超副教授展示了液体透镜的剖面结构，主要包括：上窗口玻璃、上电极、绝缘垫圈、疏水层、介电层、下电极、下窗口玻璃、驱动线圈，以及导电液体和绝缘液体。结构设计需保证加电后导电液体不会被电压影响、击穿或产生电解。研究团队此前主要聚焦可见光波段（390—760nm），近一两年拓展至宽谱段（约390—1500nm）的液体透镜研制。核心工作在于对导电液体和非导电液体两种材料的类型进行配制与筛选。具体需综合考虑密度、黏度、表面张力等因素，综合判定材料类型及配比百分比。
同时研究团队建立了液体材料数据库，并对材料进行编号命名（EFN075、EFN050、EFN025、EFN000等），EFN为液体材料首字母缩写。通过建立材料库，可根据目标透射率功能需求进行特异性配制。
研究团队同步进行了分辨率靶标成像实验，虽然单透镜效果仍有提示我那个空间，但液体透镜组合成光学系统后MTF较高，实际成像系统效果良好。团队还进行了变焦实验，在0V和40V条件下可实现快速对焦与变焦的自适应对焦功能。
刘老师表示：不同材料类型对应不同的变焦范围。以EFN075为例，可通过不同配比（如EFN025）实现不同变焦范围。这一特性为光学设计提供了较大的自由度——无论固体透镜类型如何，其折射率是固定的，而液体透镜可通过材料配比灵活调整变焦范围。液体透镜的上升时间与下降时间存在差异，主要受液体黏度影响。最快响应时间约为70ms。下降时间明显快于上升时间，原因在于液体表面张力具有自适应恢复作用。
第二个工作方向是近红外变焦超透镜。刘超副教授指出，超透镜（超表面）是当前研究热点，尤其在AR眼镜、内窥镜等轻薄化应用场景中备受关注。已有研究探索利用超透镜目镜制作内窥镜、利用双片或多片超透镜制作微型结构化显微镜、以及利用超表面超透镜制作手机镜头等。然而，超透镜的可调谐性仍是一个核心难题。现有可调超透镜的调控策略包括：
（一）双超表面横向移动实现变焦：变焦范围约6cm，依赖机械装置移动超表面，限制了紧凑型与调节速度；
（二）MEMS可调谐介电超表面透镜：变焦范围小（约60μm），具有系统对准和透过率挑战，结构与制造工艺复杂；
（三）电压可调多功能变焦成像超构透镜：偏振依赖性限制了适用性，利用液晶实现折射率变化会增加超表面设计的复杂性。
总体而言，现有超透镜变焦方案普遍存在变焦范围小（亚毫米级）、结构复杂、速度慢等问题。刘超副教授团队的思路是将自主研发的2mm液体透镜与超透镜进行耦合，利用液体透镜的变焦能力助力超透镜实现变焦。该方案旨在解决超透镜色差大的问题——液体透镜色差较小，但两者之间匹配难度较大，需在设计上尽量减小色差。研究聚焦于940nm近红外波段（该波段可用于监控），探索近红外变焦超透镜的实现方案。
核心组件包括：
（一）液体透镜：采用塑料封装、介电层、绝缘垫片、上电极、下电极、疏水层、上窗口、下窗口，内部填充导电液体和绝缘液体；
（二）超透镜：与液体透镜耦合形成LC-M（Liquid Lens + Metalens）结构；
（三）控制模块：配备液体透镜控制器，实现对焦与变焦功能。
刘超副教授在演讲最后总结道，研究团队围绕红外液体透镜与近红外变焦超透镜两大方向开展了系统性工作，核心目标均指向微型化、小型化、可调焦。液体透镜是对固体透镜的补充，红外液体透镜是对液体透镜应用范围的拓展，他相信未来在AR/VR、手机、车载、医疗、机器视觉等领域具有广阔的应用前景。
