比頭發(fā)絲還薄的平面超透鏡

我們的生活離不開(kāi)鏡頭，鏡頭幫助我們看向更遠(yuǎn)的風(fēng)景、更幽深的地方，鏡頭也幫助我們留住時(shí)光。

可以說(shuō)，鏡頭無(wú)處不在，在監(jiān)控、醫(yī) 關(guān)應(yīng)用行業(yè)的效率。療、隨處可見(jiàn)的電子產(chǎn)品上都有廣泛的應(yīng)用，高清鏡頭需要復(fù)雜的鏡頭組合才能達(dá)到效果，越是高清的可變焦的鏡頭就越貴。

平面超透鏡成長(zhǎng)史

如果有一種鏡頭只需一層就能看清萬(wàn)物，即便高超的攝像需求，最多只需兩層鏡頭的疊加，并且這種鏡頭更輕薄、更簡(jiǎn)單也更便宜，豈不是將迎來(lái)鏡頭行業(yè)的變革？

設(shè)想一下，這種平面超透鏡應(yīng)用于日常生活中，我們的手機(jī)能夠拍攝更清晰照片和視頻;應(yīng)用于監(jiān)控設(shè)備，能提高監(jiān)控功能，進(jìn)一步保證安全;應(yīng)用于太空探索，探測(cè)器可以拍攝更清晰的圖像;應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備可以把病灶拍攝的更清楚，有利于醫(yī)生診斷疾病……

這種設(shè)想由來(lái)已久，畢竟光學(xué)鏡頭應(yīng)用“ 窘境” 客觀存在— — 光學(xué)鏡頭因?yàn)槌杀靖摺Ⅲw積大、重量沉、片數(shù)多，多少限制相關(guān)應(yīng)用行業(yè)的效率。

關(guān)于平面超透鏡的研究從十年前就開(kāi)始了，從2011年起，美國(guó)引領(lǐng)平面超透鏡學(xué)術(shù)發(fā)展并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化嘗試，從相位梯度、廣義折-反射模型到全介質(zhì)、高透過(guò)率的超構(gòu)透鏡，再到單層平面超透鏡真的研發(fā)出來(lái)，經(jīng)歷了近10年的時(shí)間。

期間，中美學(xué)術(shù)界齊頭并進(jìn)，香港理工大學(xué)蔡定平教授研發(fā)可見(jiàn)光色差矯正超透鏡，到2020年4月，中國(guó)深圳邁塔蘭斯科技有限公司成立，率先實(shí)現(xiàn)平面超透鏡量產(chǎn)。

作為一種二維平面透鏡結(jié)構(gòu)，平面超透鏡體積極小、重量輕、易于集成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光振幅、相位、偏振等參量的靈活調(diào)控，在超分辨顯微成像、全息光學(xué)、消色差透鏡等方面有重要應(yīng)用。

概括來(lái)說(shuō)，平面超透鏡技術(shù)可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子類、安防監(jiān)控、無(wú)人機(jī)及AR/VR等領(lǐng)域，還可引領(lǐng)光學(xué)產(chǎn)業(yè)的變革。

邁塔蘭斯創(chuàng)始人郝成龍博士專門(mén)從事超透鏡、超表面、光學(xué)人工智能芯片研究， 在Science子刊、Nature旗下光學(xué)期刊等高水學(xué)術(shù)平臺(tái)，發(fā)表論文多篇。

該公司的超透鏡項(xiàng)目是將半導(dǎo)體芯片制造工藝應(yīng)用于光學(xué)透鏡領(lǐng)域，自主設(shè)計(jì)研發(fā)平面超透鏡，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。相比于傳統(tǒng)透鏡，平面超透鏡具有體積小、重量輕、成本低、產(chǎn)能高等顯著優(yōu)勢(shì)，擁有劃時(shí)代意義與廣闊的市場(chǎng)前景。

平面超透鏡的優(yōu)秀

量產(chǎn)超透鏡是一種通過(guò)半導(dǎo)體芯片工藝，大批量制造出來(lái)的具有表面微納結(jié)構(gòu)調(diào)制入射光的相位而匯聚成像的平面光學(xué)器件。

比起傳統(tǒng)的光學(xué)鏡頭，平面超透鏡有以下優(yōu)點(diǎn)：

相比于傳統(tǒng)透鏡組毫米至分米級(jí)的厚度，超透鏡厚度在百納米至微米級(jí)（頭發(fā)絲1/50）;

相比于傳統(tǒng)透鏡，超透鏡重量忽略不計(jì)（攝影師的“長(zhǎng)槍短炮”）;

相比于傳統(tǒng)透鏡復(fù)雜的透鏡組系統(tǒng)，超透鏡可以把所有功能集中在一兩個(gè)超表面上（“電子管到大規(guī)模集成芯片”）;

相比于傳統(tǒng)透鏡及鏡頭組，大批量生產(chǎn)成本為傳統(tǒng)透鏡的25%以下。

全球領(lǐng)先的第四代浸入式12英寸硅基/玻璃基光刻工藝則包含了最小微納結(jié)構(gòu)尺寸是40nm，目前該工藝已成熟。而納米壓印工藝的最小微納結(jié)構(gòu)尺寸是20nm，基板尺寸是8英寸，遠(yuǎn)優(yōu)于目前最成熟的技術(shù)。在超透鏡鍍膜設(shè)計(jì)及工藝方面，其獨(dú)家擁有多種微納結(jié)構(gòu)的超透鏡鍍膜設(shè)計(jì)及工藝。

目前該公司的產(chǎn)品有FIR遠(yuǎn)紅外超透鏡、NIR近紅外超透鏡、VIS可見(jiàn)光超透鏡、折-超混合系統(tǒng)，且已完成和中國(guó)航天科工集團(tuán)相關(guān)公司的銷售和數(shù)千萬(wàn)人民幣的天使投資。

郝成龍團(tuán)隊(duì)在去年十月獲得了2020年廣東“眾創(chuàng)杯”創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽大學(xué)生啟航賽企業(yè)組金獎(jiǎng)，對(duì)于這個(gè)年輕的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是一種肯定，鼓勵(lì)他們繼續(xù)前進(jìn)。

而“結(jié)合光學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)，引領(lǐng)傳統(tǒng)光學(xué)產(chǎn)業(yè)新發(fā)展”是郝成龍團(tuán)隊(duì)的理想。

另一名團(tuán)隊(duì)創(chuàng)始人譚鳳澤，畢業(yè)于香港理工大學(xué)電子與資訊工程系，在今年3月初接受媒體采訪時(shí)說(shuō)：“當(dāng)時(shí)的技術(shù)在學(xué)術(shù)研究上已較為成熟且具有一定可行性，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的深度融合是我們一直以來(lái)想做的。

邁塔蘭斯同樣想要實(shí)現(xiàn)自身突破。平面超透鏡若要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，最重要的是考慮它的量產(chǎn)性。

在邁塔蘭斯團(tuán)隊(duì)看來(lái)，平面超透鏡有廣泛的應(yīng)用性。工業(yè)檢測(cè)、無(wú)人機(jī)拍攝可以用到，消費(fèi)電子類產(chǎn)品也可以用到，疫情期間商場(chǎng)、醫(yī)院和火車站常見(jiàn)的紅外測(cè)溫儀也能應(yīng)用平面超透鏡。

不過(guò)作為初創(chuàng)公司，需要循序漸進(jìn)地布局平面超透鏡的應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)也給市場(chǎng)時(shí)間去適應(yīng)產(chǎn)品。團(tuán)隊(duì)選擇了創(chuàng)業(yè)氣氛良好的深圳市設(shè)立公司，希望接觸到更多的人才和市場(chǎng)資源。