bsport体育官网:OEA丨可调谐同轴叠层透镜复眼完结协同双焦成像
来源:bsport体育官网 发布时间:2026-10-07 19:24:38
- 产品介绍
昆虫的复眼是经过亿万年进化构成的高效视觉体系, 它们由不计其数个严密摆放的小眼组成 ,散布在半球形外表 ,能够在必定程度上完结大视场、高时间分辨率和动态的感知才能 ,为人工微光学体系的研制供给了绝佳的仿生创意。复眼的中心长处是“ 多点协同成像 ” :每一个小眼都是一个独立的感光单元, 它们并行处理视觉信息, 既能捕捉宽广规模内的场景 ,又能快速呼应动态改变的方针 ,这是传统单孔径成像设备难以企及的才能。现有仿生复眼技能长时间面对多重瓶颈 :视场规模受限 ,难以完结大规模场景捕捉; 焦距固定 ,无法憨厚明晰成像不同间隔的方针; 结构较为杂乱、体积十分巨大 ,难以适配微型化与柔性化的使用需求。这些窘境恰恰凸显了人工复眼与天然昆虫复眼的距离以秋赤蜻为例 ,其复眼出现明显的区域分解特征 :背部小眼标准较大 、对短波(360 nm) 灵敏 ,腹部小眼标准较小、光谱感光规模更广(360 nm与520 nm双峰呼应) ,这种精妙的结构-功用耦合远非简略仿照所能完结。现有计划多选用均匀小眼规划, 既未能复刻天然复眼的区域分解优势 ,又都会存在视场不行调谐、焦点单一等限制 ,难以习惯杂乱环境下的多标准成像需求。 因而 ,打破均匀构型捆绑、研制兼具可调视场与多焦成像才能的新式仿生复眼 ,成为该范畴亟待霸占的要害方向。
依据上述研讨布景 ,吉林大学张永来教授团队提出了一种具有同轴叠层透镜单元的可调谐仿生复眼体系 ,有用打破了传统人工复眼在性能上的限制 ,为仿生微光学成像范畴供给了一条新的技能途径 ,该团队立异性地选用叠层透镜(Lens-on-Lens, LoL) 结构作为复眼的根本单元 ,每个单元由两个同轴摆放、大小不一的凸面透镜组成。两层透镜协同作业 ,可构成两个独立的焦距 ,完结双焦协同成像 ,然后打破传统均匀小眼规划的限制 ,进一步发掘了人工复眼的成像潜力 ,使其能够更好地适配成像需求。
在制备工艺方面 ,结合飞秒激光直写、湿法刻蚀与软光刻技能。首要使用飞秒激光对石英玻璃进行改性处理 ,再经过湿法刻蚀制备出高精度的凹面LoL阵列模板; 随后 ,选用软光刻技能将该模板复刻为柔性的PDMS LoL透镜阵列 ,确保了阵列结构的均匀性与安稳性。尔后, 团队将柔性透镜阵列与微流控芯片精准集成 ,经过调控注入微流控腔室的液体压力 ,完结了对复眼曲率与视场的动态调控。该调控进程精准可控 ,并具有十分杰出的重复性。
测验依据效果得出,该可调谐复眼能够在必定程度上完结安稳的双焦成像,两个独立焦距可别离明晰捕捉方针信息;憨厚,其视场角可在一些规模内华夏调理,以满意多样化场景下的成像需求。此外,该体系还能顺利完结大视场多方针成像与运动方针轨道监测等使命。
吉林大学张永来教授团队首要研讨方向为激光仿生制作 , 聚集于仿生资料与器材 、 仿生表界面 、仿生光机电体系等前沿范畴 。 团队迄今已在SCI期刊宣布论文200余篇 , H-index为66。论文被诺贝尔奖得主引证11篇次 ,研讨效果取得国家自然科学二等奖 ,代表性效果仿生复眼相机当选“ 2022年我国光学十大发展 ” ,获Nature杂志Highlight专题报导 , 被美国光学学会(OSA) 、美国机械工程师协会(ASME) 、 国家科技部官网等报导30余次。
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