全介質(zhì)超構(gòu)透鏡,具有超薄、輕質(zhì)、易于集成、功能多樣化、成像質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),適用于集成光學(xué)系統(tǒng)中,是光學(xué)透鏡領(lǐng)域研究熱點(diǎn),成為傳統(tǒng)玻璃透鏡、晶體透鏡的理想替代品。
電子、汽車等領(lǐng)域?qū)Πü鈱W(xué)透鏡在內(nèi)的成像系統(tǒng)體積要求不斷縮小,傳統(tǒng)透鏡受材料折射率影響,尺寸進(jìn)一步縮小難度大。為滿足小尺寸、高成像質(zhì)量需求,超構(gòu)透鏡被提出。
超構(gòu)透鏡也稱超透鏡,是二維平面透鏡結(jié)構(gòu),利用平面二維超材料制成,可以將多種復(fù)雜光學(xué)功能集成于同一平面,具有超薄、重量輕、成像質(zhì)量高、易于集成、成本低等優(yōu)點(diǎn),且可以透過任意波長的光,能夠調(diào)控光的相位、振幅等參數(shù),是一種新興光學(xué)技術(shù),商業(yè)化速度正在加快。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年中國全介質(zhì)超構(gòu)透鏡行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示,為進(jìn)一步提高性能,可以選擇高折射率、低損耗的介質(zhì)材料制造全介質(zhì)超構(gòu)透鏡。全介質(zhì)超構(gòu)透鏡利用人工構(gòu)造的亞波長結(jié)構(gòu)陣列,對光的相位、振幅等參數(shù)進(jìn)行調(diào)控;單個全介質(zhì)超構(gòu)透鏡可以實現(xiàn)多種功能,能夠大幅減少光學(xué)儀器中各類光學(xué)元件的需求量,簡化結(jié)構(gòu)、縮小體積、降低成本;全介質(zhì)超構(gòu)透鏡制造工藝與CMOS工藝兼容,可利用現(xiàn)有半導(dǎo)體工廠進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
全介質(zhì)超構(gòu)透鏡能夠廣泛應(yīng)用在成像、顯示、傳感等領(lǐng)域,進(jìn)而可以應(yīng)用在通信、消費(fèi)電子、可穿戴智能設(shè)備、自動駕駛汽車、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人等行業(yè),擁有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/div>
2024年8月,我國工信部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“信息光子技術(shù)”重點(diǎn)專項2024年度項目申報指南,將基于全介質(zhì)超構(gòu)表面的增強(qiáng)現(xiàn)實成像技術(shù)列入,提出研究用于紅綠藍(lán)三基色的高效率消色差成像的大口徑、大數(shù)值孔徑(NA)、大視場角(FOV)的全介質(zhì)級聯(lián)超構(gòu)透鏡。這對我國全介質(zhì)超構(gòu)透鏡行業(yè)發(fā)展起到推動作用。
新思界
行業(yè)分析人士表示,我國全介質(zhì)超構(gòu)透鏡相關(guān)研究成果正在增多。2022年7月,湖南大學(xué)團(tuán)隊針對微型成像系統(tǒng)應(yīng)用的介質(zhì)超構(gòu)透鏡進(jìn)展和挑戰(zhàn)進(jìn)行了綜述,相關(guān)成果發(fā)表于《Light: Science & Applications》;2024年10月,寧波大學(xué)聯(lián)合浙江大學(xué)、英國諾丁漢特倫特大學(xué),制備出長波紅外全介質(zhì)超構(gòu)透鏡,在硫系玻璃表面刻蝕出高深寬比超構(gòu)透鏡微結(jié)構(gòu),實現(xiàn)長波紅外光場的高效聚焦和成像,結(jié)構(gòu)簡單,利于批量制備,相關(guān)成果發(fā)表于《Opto-Electronic Science》。