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韩国突破全彩超构透镜技术,AR/VR显示迈向量产新阶段

浦项科技团队发布全彩消色差超透镜和可扩展纳米压印工艺
2026-08-11

韩国浦项工科大学(POSTECH)的研究团队于8月11日宣布,成功开发出能够以单片超薄透镜实现清晰全彩成像的超构透镜技术,以及可量产化的制造工艺。该研究成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)。

超构透镜:超薄光学技术的“圣杯”

超构透镜是一种通过排列纳米级(十亿分之一米)结构来控制光线方向的超薄透镜。由于能够替代传统由多片玻璃镜片组成的光学系统,它正被研究作为增强现实(AR)、虚拟现实(VR)设备和下一代显示器的关键技术。

然而,要实现商业化,超构透镜需要解决两大难题:一是消色差性能——将红、绿、蓝(RGB)光汇聚到同一点以消除色差;二是可量产化技术。特别是使用成本较低的低折射率材料实现上述目标,此前并不容易。

研究一:AI辅助设计实现全彩消色差

研究团队通过同时调节构成超构透镜的纳米柱——“超表面原子”的宽度和高度,解决了难题。每个超表面原子被赋予不同的高度,从而更精确地控制不同波长的光。


在第一项研究中,团队利用三维纳米加工技术“双光子光刻”制造了不同高度的纳米结构。在构建各种结构的设计数据后,他们借助人工智能(AI)为透镜的每个位置匹配合适的结构。通过这种方法,他们用低折射率材料实现了全彩超构透镜,并在与OLED显示屏结合的实验中成功获得了彩色图像。

研究二:纳米压印工艺实现可量产化

第二项研究聚焦于提升量产可行性。团队利用“灰度电子束光刻”技术制造了刻有不同高度纳米结构的模具,然后将其应用于可重复转印图案的纳米压印工艺。其关键特点是,与传统方法相比,能够一次性实现多种高度的结构。


研究意义与展望

研究人员解释,这两项研究的意义在于,既使用低折射率材料提高了超构透镜的光学性能,又提出了可实现重复生产的制造方法。

浦项工科大学Noh Joon-seok教授表示:“通过高维纳米加工,我们展示了用于AR和VR的全彩消色差超构透镜的可制造性,预计它们可应用于显示器、成像和光学传感器等多个领域。”

参考

自然通讯(2026),DOI:https ://doi.org/10.1038/s41467-026-73103-2

自然通讯(2026),DOI:https ://doi.org/10.1038/s41467-026-73940-1


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