该项目助力新一代增强现实（AR）/虚拟现实（VR）产品、智能手机摄像头、医学影像设备等产品的开发。
通过高通量纳米压印光刻技术制造的高折射率、纯无机二氧化钛超透镜的扫描电子显微镜图（图片来源：马萨诸塞大学）
据麦姆斯咨询报道，美国纳米材料公司Pixelligent Technologies宣布与马萨诸塞大学阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的合作项目已获得美国国家科学基金会（NSF）的资助。该项目名为“以可扩展超透镜制造为目标的产学研合作”，旨在利用高效纳米压印技术和设备实现折射率高达2.10的高效超透镜的大规模制造。
马萨诸塞大学阿默斯特分校聚合物科学与工程系的James Watkins教授是该项目的主持人。Pixelligent公司和Moxtek公司均是该项目的副主持人。马萨诸塞大学的Amir Arbabi教授是超表面设计领域的专家，也是该项目的副主持人之一。
超透镜可以对入射光进行灵活调控并消除色差。与弯曲且笨重的传统透镜不同，这种超透镜扁平而轻薄。高效超透镜是一种特定形状、关键尺寸（CD）小于100 nm、小间距的的亚波长结构单元。到目前为止，这种尺寸的原型透镜只能利用多步减材制造工艺和传统半导体设备制造而成，存在良率低、生产成本高的问题。
相比之下，通过使用Pixelligent的PixClear二氧化钛纳米材料和马萨诸塞大学阿默斯特分校的分层制造研究所团队设计的专有工艺，研究人员将开发一种可扩展的低成本纳米压印制造技术，用于生产符合新一代产品需求的高性能光学元件——超透镜。
该领域的创新是永无止境的，因为需要不断缩小光学元件尺寸，以实现产品的多样化——从功能丰富、质量超轻、时尚的增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）智能眼镜，到智能手机用于提高图像捕获能力并可嵌入外壳的相机镜头和光学传感器。世界经济论坛（World Economic Forum）将超透镜定义为具有“积极颠覆现有秩序”潜力的十大新兴技术之一。
“在过去的几年中，我的团队一直致力于采用创新、可商业化和高成本效益的增材制造技术来设计和制造高性能的纯无机超透镜。”马萨诸塞大学阿默斯特分校的Watkins教授说，“我们相信，这种技术将使我们的合作伙伴能够率先向市场推出曾经不能大规模生产的优质超透镜。”
“NSF项目联合我们团队实现全尺寸光学晶圆的加工。作为行业领先的超高折射率二氧化钛纳米复合材料供应商，Pixelligent可满足项目的严格要求，是最合适的材料合作伙伴。我们非常感谢NSF对这个项目的支持。”Watkins教授说道。
马萨诸塞大学的研究团队上周在ACS Photonics杂志上发表的文章（ACS Photonics 2021, 8, 8, 2400–2409）报道了团队取得的可喜成果。
“一旦高效的超透镜生产成本和良率得到改善，产品创新者将拥有更大的设计自由度。”Pixelligent首席执行官（CEO）Craig Bandes说道，“这是NSF项目的目标，与我们‘为市场领先的消费电子供应商客户开发新一代产品提供关键材料’的目标相一致。该项目成果已经对依赖先进光学元件的行业发展起到了积极的促进作用。我们很荣幸能够与Jim和他在马萨诸塞大学阿默斯特分校的世界级团队合作，我们非常感谢NSF对这项工作的支持。”
延伸阅读：
《超材料和超表面技术及市场-2021版》
《AR/VR/MR光学元件和显示器-2020版》
