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復(fù)享光學(xué)AR-Meta超構(gòu)透鏡全面光學(xué)測量分析首次實現(xiàn)

（2025年4月30日更新）

近日，上海市科委優(yōu)秀技術(shù)帶頭人計劃的多個項目完成了專家評審。該計劃旨在選拔和培養(yǎng)一批進(jìn)入世界科技前沿的學(xué)術(shù)帶頭人和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的技術(shù)帶頭人，推動其建設(shè)高水平的科研梯隊和創(chuàng)新團(tuán)隊，加快建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心。其中，由復(fù)享光學(xué)承擔(dān)的超透鏡檢測分析設(shè)備開發(fā)項目通過專家組評審成功完成。

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蔡定平，復(fù)旦大學(xué)資劍教授，石磊教授，香港城市大學(xué)(Din-Ping Tsai)中山大學(xué)董建文教授、哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)肖淑敏教授及其團(tuán)隊直接參與設(shè)備研發(fā)。該項目首次實現(xiàn)了超構(gòu)透鏡的綜合測量分析，并在國際知名光學(xué)期刊上發(fā)表了相關(guān)成果Light: Science & Applications。

蔡定平教授是微納光子學(xué)領(lǐng)域的頂尖專家，是超構(gòu)透鏡的先驅(qū)和推動者。他認(rèn)為超構(gòu)透鏡是光學(xué)工業(yè)的突破性產(chǎn)品，將改變我們看世界的方式，具有重大的應(yīng)用前景。目前正處于超構(gòu)透鏡量產(chǎn)的關(guān)鍵時期，傳統(tǒng)的單透鏡檢測技術(shù)已不再適用于晶圓超構(gòu)透鏡檢測的需要。該項目開發(fā)的干涉成像相位測量技術(shù)有望成為未來晶圓超構(gòu)透鏡檢測的首選。

相位:超構(gòu)透鏡的本質(zhì)

鏡頭在生活中起著重要的作用，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、相機(jī)、眼鏡、顯微鏡、投影儀等設(shè)備。隨著智能時代的到來，無人機(jī)VR/AR光學(xué)模塊也需要用于虛擬現(xiàn)實等設(shè)備，對透鏡的體積、功能、光學(xué)參數(shù)和成像質(zhì)量提出了更高的要求。

超構(gòu)透鏡(Metalens)它是隨著微納工藝的進(jìn)步和超構(gòu)表面的研究和發(fā)展而誕生的一種新型透鏡，突破了原材料的物理極限。它由微米或納米結(jié)構(gòu)單元有效排列組成，具有平面、小、集成等優(yōu)點，被認(rèn)為是下一代光學(xué)模塊的核心部件。

晶圓超構(gòu)透鏡

圖片來源：Metalenz官網(wǎng)；Light: Science & Applications2020,9(1), 55.

超構(gòu)透鏡的工作原理是調(diào)節(jié)光波的相位分布，從而實現(xiàn)光波前的操作。

然而，由于材料和加工工藝的限制，超構(gòu)實際調(diào)節(jié)的相位分布與設(shè)計的相位分布的差異會影響其光學(xué)性能。因此，對實際調(diào)節(jié)的相位分布進(jìn)行全面的表征和分析是非常重要的。

任何光學(xué)元件的工作原理都是調(diào)節(jié)波前相位

圖片來源：Light: Science & Applications2021,10(1), 52-63.

AR-Meta 超構(gòu)透鏡光學(xué)檢測智能平臺

2019年，在上海市優(yōu)秀技術(shù)帶頭人項目的支持下，復(fù)享光學(xué)鏡的設(shè)計原理出發(fā)，對其光學(xué)檢測過程進(jìn)行了系統(tǒng)分析。DOE第一代開發(fā)了新型微納器件的光學(xué)檢測AR-Meta成功推向市場的光學(xué)檢測系統(tǒng)。

經(jīng)過四年的技術(shù)迭代，AR-Meta實現(xiàn)了三維光場和相位分布的全方位光學(xué)檢測，形成了一系列前沿科學(xué)研究和晶圓檢測產(chǎn)品，構(gòu)建了超構(gòu)鏡頭光學(xué)檢測智能平臺。這將促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化檢測標(biāo)準(zhǔn)的形成，為優(yōu)化超構(gòu)鏡頭的設(shè)計和加工過程提供關(guān)鍵支持。

AR-Meta應(yīng)用領(lǐng)域

AR-Meta 幫助微納光子學(xué)科研創(chuàng)新

在全球微納光子學(xué)領(lǐng)域，AR-Meta超構(gòu)透鏡光學(xué)檢測系統(tǒng)服務(wù)于中國科學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)、中山大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西湖大學(xué)、香港城市大學(xué)、韓國光云大學(xué)等相關(guān)研究小組。研究結(jié)果已發(fā)表在許多高水平的學(xué)術(shù)期刊上。

AR-Meta它構(gòu)透鏡在空間上的多維光場調(diào)節(jié)能力可以定量、可視化地表現(xiàn)出來。采用寬波段色差校正、消像差等光學(xué)設(shè)計，可在微米尺度實現(xiàn)近紅外透射反射光譜成像，方便獲得焦距、波差、澤尼克像差、點擴(kuò)散函數(shù)(PSF)、調(diào)制傳輸函數(shù)(MTF)、關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)，如斯特列爾率、數(shù)值孔徑等。

AR-Meta表示超構(gòu)表面光場分布

圖片來源：韓國光云大學(xué) Sang-Shin Lee 教授等Advanced Optical Materials2019,7(9), 1801337-1801346.

AR-Meta超構(gòu)透鏡的相位分布

圖片來源：Light: Science & Applications2021,10(1), 52-63.

第一代AR-Meta產(chǎn)品交付

圖片來源:2019年中國科學(xué)院西安光機(jī)研究所.8.30

AR-Meta 賦能晶圓級制造和檢測

近年，AR-Meta不斷深入行業(yè)，不斷提高技術(shù)成熟度，拓展檢測應(yīng)用場景，服務(wù)于多個光子芯片，AR/VR先鋒企業(yè)等領(lǐng)域。

復(fù)享光學(xué)認(rèn)為，光場和相位檢測技術(shù)可以改進(jìn)超構(gòu)透鏡的設(shè)計、加工工藝優(yōu)化、缺陷控制、高通量檢測和質(zhì)量控制保證TDK代理有助于不斷提高加工精度，提高產(chǎn)品良率，最終推動超構(gòu)透鏡產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

超構(gòu)透鏡的產(chǎn)業(yè)價值鏈

到目前為止，超構(gòu)透鏡技術(shù)的進(jìn)展表明，它在光學(xué)、成像和顯示系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，超構(gòu)透鏡可以在與計算機(jī)芯片相同的制造商中制造，預(yù)計在不久的將來將實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。超構(gòu)透鏡及其光學(xué)模塊將給光通信、安全、智能駕駛、消費電子、醫(yī)療、科學(xué)儀器、傳感等領(lǐng)域帶來顛覆性的變化AR-Meta它將成為超構(gòu)透鏡研發(fā)和制造過程中的配套保證，在光學(xué)檢測中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

圖片來源：https://news.harvard.edu/gazette/story/2018/01/ground-breaking-lens-focuses-entire-spectrum-of-light-to-single-point/ ；Science2016,352(6290), 1190-1194.

關(guān)于復(fù)享光學(xué)

復(fù)享光學(xué)是深度光譜技術(shù)的創(chuàng)始人。歷時十年，深入培育微納光電子領(lǐng)域，發(fā)展智能全光譜技術(shù)，注重光子學(xué)與人工智能的融合，形成國際領(lǐng)先的深度光譜技術(shù)平臺，為市場提供從技術(shù)到產(chǎn)品、從模塊到系統(tǒng)的綜合解決方案。

通過建立上海微納工程智能檢測工程技術(shù)研究中心，與復(fù)旦大學(xué)致力于研究微納制造前沿共同關(guān)鍵技術(shù)復(fù)旦大學(xué)光檢測與光集成校企聯(lián)合研究中心，形成多層次研發(fā)平臺，深入響應(yīng)市場需求，繼續(xù)推出突破性產(chǎn)品。

復(fù)享光學(xué)擁有國內(nèi)外3000多名優(yōu)質(zhì)客戶，與170多家半導(dǎo)體、高端材料、生物醫(yī)學(xué)企業(yè)形成交流與合作，致力于實現(xiàn)科技創(chuàng)新，促進(jìn)微納制造業(yè)的發(fā)展。