大连理工褚金奎团队利用曲面型微透镜阵列结构实现人工复眼

大连理工褚金奎团队利用曲面型微透镜阵列结构实现人工复眼

大连理工大学褚金奎教授团队近日在人工复眼研究领域取得重要突破。该团队受远古生物三叶虫眼睛启发，成功设计并制造出具有双焦点平面的人工复眼，相关研究成果发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

人工复眼是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有单元尺寸小、集成度高的特点。被广泛应用于导航、成像传感器、医疗诊断和光电探测等领域。然而，常规的人工复眼阵列只能形成多焦点或者唯一焦平面，导致景深受限。

为实现“多景深，低成本”的泛用性目标，大连理工大学褚金奎教授、张然副教授团队根据远古生物三叶虫眼睛的灵感设计了一种曲面型微透镜阵列结构来实现人工复眼（图1）。团队采用超精密加工技术和热压印技术制造了双焦点平面的人工复眼。通过自主搭建的光学性能测试平台，实现了人工复眼的两阶成像、宽视场角、双焦点平面。并深入研究了热压印技术实施过程中温度和压力对人工复眼的影响、成像过程中图像变形的机理、焦点光强分布的半最大宽度（FWHM）与焦点位置的对应关系。

图1.双焦点平面的人工复眼

这一研究成果以题为“Fabrication of Artificial Compound Eyes with Biplanar Focal Planes on a Curved Surface”发表在最新一期的《ACS Applied Materials & Interfaces》上，文章第一作者是大连理工大学机械工程学院博士研究生郭庆。

图2.双焦点平面人工复眼的结构设计策略

图3.双焦点平面人工复眼的理论模型策略