全介質超構透鏡,具有超薄、輕質、易于集成、功能多樣化、成像質量高等優點,適用于集成光學系統中,是光學透鏡領域研究熱點,成為傳統玻璃透鏡、晶體透鏡的理想替代品。
電子、汽車等領域對包括光學透鏡在內的成像系統體積要求不斷縮小,傳統透鏡受材料折射率影響,尺寸進一步縮小難度大。為滿足小尺寸、高成像質量需求,超構透鏡被提出。
超構透鏡也稱超透鏡,是二維平面透鏡結構,利用平面二維超材料制成,可以將多種復雜光學功能集成于同一平面,具有超薄、重量輕、成像質量高、易于集成、成本低等優點,且可以透過任意波長的光,能夠調控光的相位、振幅等參數,是一種新興光學技術,商業化速度正在加快。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2030年中國全介質超構透鏡行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,為進一步提高性能,可以選擇高折射率、低損耗的介質材料制造全介質超構透鏡。全介質超構透鏡利用人工構造的亞波長結構陣列,對光的相位、振幅等參數進行調控;單個全介質超構透鏡可以實現多種功能,能夠大幅減少光學儀器中各類光學元件的需求量,簡化結構、縮小體積、降低成本;全介質超構透鏡制造工藝與CMOS工藝兼容,可利用現有半導體工廠進行規模化生產。
全介質超構透鏡能夠廣泛應用在成像、顯示、傳感等領域,進而可以應用在通信、消費電子、可穿戴智能設備、自動駕駛汽車、醫療設備、機器人等行業,擁有巨大發展潛力。
2024年8月,我國工信部發布國家重點研發計劃“信息光子技術”重點專項2024年度項目申報指南,將基于全介質超構表面的增強現實成像技術列入,提出研究用于紅綠藍三基色的高效率消色差成像的大口徑、大數值孔徑(NA)、大視場角(FOV)的全介質級聯超構透鏡。這對我國全介質超構透鏡行業發展起到推動作用。
新思界
行業分析人士表示,我國全介質超構透鏡相關研究成果正在增多。2022年7月,湖南大學團隊針對微型成像系統應用的介質超構透鏡進展和挑戰進行了綜述,相關成果發表于《Light: Science & Applications》;2024年10月,寧波大學聯合浙江大學、英國諾丁漢特倫特大學,制備出長波紅外全介質超構透鏡,在硫系玻璃表面刻蝕出高深寬比超構透鏡微結構,實現長波紅外光場的高效聚焦和成像,結構簡單,利于批量制備,相關成果發表于《Opto-Electronic Science》。