更薄的镜片，更鲜艳的色彩：POSTECH以三维纳米制造破解金属透镜两大难题，推动AR/VR全彩显示量产

韩国浦项科技大学（POSTECH）研究团队近日连续开发出两种金属透镜制造技术，分别解决了全彩消色差成像和大规模复制生产两项关键难题，为轻薄型AR/VR眼镜和下一代近眼显示器的产业化提供了新路径。相关成果发表于《Nature Communications》。

金属透镜是一种由密集纳米结构组成的超薄光学元件，可以通过调控光线传播方向，实现传统多片玻璃透镜的部分功能。由于结构更薄、重量更轻，金属透镜被认为适合用于AR/VR眼镜、微型成像系统和光学传感器，但要实现商业化，仍需同时满足高光学性能、低成本材料和可规模制造等要求。

以纳米柱高度控制实现全彩消色差

金属透镜面临的核心问题之一，是红、绿、蓝三种颜色的光线容易聚焦在不同位置，产生明显色差。POSTECH团队通过调节组成金属透镜的纳米柱高度，为设计增加了新的三维参数。

过去的金属透镜设计主要依靠改变纳米结构的横向尺寸来控制光线。此次研究则进一步利用纳米柱的高度差异，使不同位置、不同高度的结构对RGB光线产生更精细的相位调控，从而将不同颜色的光聚焦到同一焦平面。

在第一项研究中，团队采用双光子光刻直接制造复杂的三维纳米柱，并建立纳米柱结构数据库，再通过逆向设计算法自动选择金属透镜不同位置所需的结构。研究人员使用相对低折射率材料制备出全彩消色差金属透镜，并将其与OLED显示器集成，实验获得了清晰的全彩近眼成像。

低折射率材料通常具有成本较低、适合量产等优势，但其光学调控能力相对有限。通过引入纳米柱高度这一设计自由度，团队在一定程度上弥补了材料本身的限制。

灰度电子束曝光与纳米压印兼顾性能和量产

第二项研究聚焦金属透镜的规模化制造。团队先利用灰度电子束曝光制备带有不同高度信息的三维纳米模板，再通过纳米压印光刻将结构复制到树脂材料中。

传统纳米压印通常适合复制高度一致的二维或准二维图案，而POSTECH团队开发的模板能够在同一次复制过程中形成不同高度的纳米结构。这使三维消色差金属透镜不再局限于实验室逐个加工，而是具备批量复制的潜力。

该方法的关键在于，纳米模板将复杂的三维结构“编码”到模具中，后续可通过类似压印的方式反复复制，从而提高生产效率并降低单个器件的制造成本。研究团队还将复制得到的金属透镜与OLED显示器集成，实现了色差校正的全彩成像。

从实验室结构走向微纳制造工艺

两项研究采用的制造路线不同：双光子光刻强调高精度三维纳米结构制造，灰度电子束曝光结合纳米压印则更侧重可重复复制和规模化生产。但两者的目标一致，都是将三维金属透镜从实验室样品推进到可制造、可集成的光学器件。

POSTECH表示，这些技术有望用于更轻、更薄的AR/VR眼镜和下一代显示设备，也可能拓展到成像系统、光学传感器及其他光子器件。研究团队负责人表示，三维纳米制造技术同时提升了金属透镜的成像性能和制造可扩展性，是推动全彩消色差金属透镜进入实际应用的关键一步。

---

相约深圳，共话微纳光学制造新机遇

第七届中德（欧）合作创新·MEMS微纳光学制造论坛，将于9月9日在深圳会展中心（宝安）召开，与深圳光博会首日同期举行。本届论坛由深圳市微纳制造产业促进会、深圳市汉希卡德智能传感应用技术研究院主办，微纳视界承办，将汇聚国内外微纳制造领域的企业代表、专家学者及产业嘉宾，围绕微纳技术产业链发展、前沿技术创新与产业协同合作，开展主题演讲及圆桌对话。

现面向行业开放参会报名、嘉宾演讲、企业展示及品牌赞助合作，诚邀微纳制造产业链上下游企业与业内同仁齐聚深圳，共话技术趋势，共拓合作机遇。点击下方图片可下载本届大会赞助及合作方案（内附联系方式）

---

原文：'Thinner lenses, brighter colors': Metalens research clears 2 hurdles for AR·VR glasses