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复享光学AR-Meta超构透镜全面光学测量分析首次实现
(2024年6月15日更新)

近日,上海市科委优秀技术带头人计划的多个项目完成了专家评审。该计划旨在选拔和培养一批进入世界科技前沿的学术带头人和引领产业技术创新的技术带头人,推动其建设高水平的科研梯队和创新团队,加快建设具有全球影响力的科技创新中心。其中,由复享光学承担的超透镜检测分析设备开发项目通过专家组评审成功完成。

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蔡定平,复旦大学资剑教授,石磊教授,香港城市大学(Din-Ping Tsai)中山大学董建文教授、哈尔滨工业大学(深圳)肖淑敏教授及其团队直接参与设备研发。该项目首次实现了超构透镜的综合测量分析,并在国际知名光学期刊上发表了相关成果Light: Science & Applications。

蔡定平教授是微纳光子学领域的顶尖专家,是超构透镜的先驱和推动者。他认为超构透镜是光学工业的突破性产品,将改变我们看世界的方式,具有重大的应用前景。目前正处于超构透镜量产的关键时期,传统的单透镜检测技术已不再适用于晶圆超构透镜检测的需要。该项目开发的干涉成像相位测量技术有望成为未来晶圆超构透镜检测的首选。


相位:超构透镜的本质

镜头在生活中起着重要的作用,广泛应用于手机、相机、眼镜、显微镜、投影仪等设备。随着智能时代的到来,无人机VR/AR光学模块也需要用于虚拟现实等设备,对透镜的体积、功能、光学参数和成像质量提出了更高的要求。

超构透镜(Metalens)它是随着微纳工艺的进步和超构表面的研究和发展而诞生的一种新型透镜,突破了原材料的物理极限。它由微米或纳米结构单元有效排列组成,具有平面、小、集成等优点,被认为是下一代光学模块的核心部件。

晶圆超构透镜


图片来源:Metalenz官网;Light: Science & Applications2020,9(1), 55.

超构透镜的工作原理是调节光波的相位分布,从而实现光波前的操作。

然而,由于材料和加工工艺的限制,超构实际调节的相位分布与设计的相位分布的差异会影响其光学性能。因此,对实际调节的相位分布进行全面的表征和分析是非常重要的。

任何光学元件的工作原理都是调节波前相位


图片来源:Light: Science & Applications2021,10(1), 52-63.

AR-Meta 超构透镜光学检测智能平台

2019年,在上海市优秀技术带头人项目的支持下,复享光学镜的设计原理出发,对其光学检测过程进行了系统分析。DOE第一代开发了新型微纳器件的光学检测AR-Meta成功推向市场的光学检测系统。

经过四年的技术迭代,AR-Meta实现了三维光场和相位分布的全方位光学检测,形成了一系列前沿科学研究和晶圆检测产品,构建了超构镜头光学检测智能平台。这将促进标准化检测标准的形成,为优化超构镜头的设计和加工过程提供关键支持。

AR-Meta应用领域


AR-Meta 帮助微纳光子学科研创新

在全球微纳光子学领域,AR-Meta超构透镜光学检测系统服务于中国科学院、复旦大学、中山大学、同济大学、西湖大学、香港城市大学、韩国光云大学等相关研究小组。研究结果已发表在许多高水平的学术期刊上。

AR-Meta它构透镜在空间上的多维光场调节能力可以定量、可视化地表现出来。采用宽波段色差校正、消像差等光学设计,可在微米尺度实现近红外透射反射光谱成像,方便获得焦距、波差、泽尼克像差、点扩散函数(PSF)、调制传输函数(MTF)、关键性能指标参数,如斯特列尔率、数值孔径等。

AR-Meta表示超构表面光场分布


图片来源:韩国光云大学 Sang-Shin Lee 教授等Advanced Optical Materials2019,7(9), 1801337-1801346.

AR-Meta超构透镜的相位分布


图片来源:Light: Science & Applications2021,10(1), 52-63.

第一代AR-Meta产品交付


图片来源:2019年中国科学院西安光机研究所.8.30

AR-Meta 赋能晶圆级制造和检测

近年,AR-Meta不断深入行业,不断提高技术成熟度,拓展检测应用场景,服务于多个光子芯片,AR/VR先锋企业等领域。

复享光学认为,光场和相位检测技术可以改进超构透镜的设计、加工工艺优化、缺陷控制、高通量检测和质量控制保证TDK代理有助于不断提高加工精度,提高产品良率,最终推动超构透镜产业化进程。

超构透镜的产业价值链


到目前为止,超构透镜技术的进展表明,它在光学、成像和显示系统的可持续发展中具有广阔的应用前景。此外,超构透镜可以在与计算机芯片相同的制造商中制造,预计在不久的将来将实现大规模生产。超构透镜及其光学模块将给光通信、安全、智能驾驶、消费电子、医疗、科学仪器、传感等领域带来颠覆性的变化AR-Meta它将成为超构透镜研发和制造过程中的配套保证,在光学检测中发挥至关重要的作用。


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

关于复享光学

复享光学是深度光谱技术的创始人。历时十年,深入培育微纳光电子领域,发展智能全光谱技术,注重光子学与人工智能的融合,形成国际领先的深度光谱技术平台,为市场提供从技术到产品、从模块到系统的综合解决方案。

通过建立上海微纳工程智能检测工程技术研究中心,与复旦大学致力于研究微纳制造前沿共同关键技术复旦大学光检测与光集成校企联合研究中心,形成多层次研发平台,深入响应市场需求,继续推出突破性产品。

复享光学拥有国内外3000多名优质客户,与170多家半导体、高端材料、生物医学企业形成交流与合作,致力于实现科技创新,促进微纳制造业的发展。


参考文献:

[1]Science2011,334(6054), 333-337.

[2]Science2016,352(6290), 1190-1194.

[3]Advanced Optical Materials2019,7(9), 1801337-1801346.

[4]Light: Science & Applications2021,10(1), 52-63.

[5]Chemical Reviews2022,122(19), 15356-15413.

[6]Nature Nanotechnology2018,13(3), 227-232.

[7]Light: Science & Applications2018,7(1), 85.

[8]Light: Science & Applications2020,9(1), 55.


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