新加坡A*STAR助力MetaOptics引领全球超构透镜的创新和制造
2024-07-02 11:10:49   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询介绍，新加坡初创公司MetaOptics Technologies掌握了大规模量产超构透镜（metalens）的尖端技术，正致力于成为全球首家端到端的超构透镜制造商。

随着消费市场向“始终在线（always online）”模式转变，加上智能手机在流媒体领域的持续应用，消费者对手机摄像头的要求也越来越高，希望能用手机拍出更清晰、更高分辨率的照片和视频。这为超构透镜带来了市场机遇。超构透镜是一种微小、扁平、轻质的平面透镜，与传统透镜相比，可以轻松安装到最小的设备中。不仅如此，超构透镜还能修正光学缺陷，使图像更加清晰，帮助生成超高质量的图像。

与传统透镜相比，超构透镜体积更小，但功能和性能更高。因此，超构透镜有望变革光学行业，尤其是消费类智能手机摄像头和投影仪，以及物联网（IoT）、飞机和自动驾驶汽车抬头显示器（HUD）和增强现实（AR）设备等工业应用。

新加坡贸易和工业部第二部长Tan See Leng博士访问MetaOptics公司

挑战

2021年，Mark Thng先生创立了MetaOptics公司，以填补这一新兴产业空白，提供涵盖超构透镜设计、快速原型制作、测试和规模化量产的一体化服务。

MetaOptics创始人Mark Thng说：“全球一直不缺设计超构透镜的机构，但还没有一家公司有能力大规模设计并制造超构透镜，同时还有能力生产用于测试的原型。我们的愿景是发展关键供应链和尖端制造设备。由此，MetaOptics将努力成为世界上第一个超构透镜卓越中心。”

借助A*STAR的专业能力占据领先地位

2021年，Mark Thng注意到新加坡科技研究局（A*STAR）材料与研究工程研究所（IMRE）具有面向超构透镜领域的制造设施和技术能力，于是，他向A*STAR寻求帮助，希望借助其研发创新能力来发展业务。

通过企业技术能力升级（T-Up）计划，A*STAR将超构透镜技术专家、IMRE科学家Tobias Wilhelm Wolfgang Mass博士和Egor Khaidarov博士借调到MetaOptics公司。

激光直写设备（DLW）、MetaOptics团队和A*STAR科学家合影

2023年，科学家们开发出一种激光直写设备（DLW），用于高精度、快速制作超构透镜原型。

此外，MetaOptics还利用微电子学研究所（IME）的晶圆制造能力，成功在12英寸玻璃晶圆上开发出全球首个直接加工超构表面。凭借这一突破，MetaOptics现在有能力大规模量产超构透镜。

MetaOptics、IME和IMRE团队展示12英寸超构透镜玻璃晶圆

科学家们还制造出了一种新型二维（2D）菲涅尔波带片（FZP）透镜，这种透镜可以进行各种需要高分辨率的纳米图案化工作，从而实现高效、低成本的生产。

MetaOptics计划将2D FZP透镜与DLW结合，为客户构建定制模具，以适应各种应用。

Khaidarov博士说：“我们努力将研究与产业实际需求相结合，实现下一个重大技术突破。”

在不到一年的时间里，科学家们就完成了从早期概念设计到几种成像相机产品的完全组装原型，其中包括微型投影仪中（专为可穿戴设备和移动设备等紧凑型便携设备而设计）使用的透镜，以及一套超构透镜多重测试系统。

此外，他们还在开发超构透镜的光学特性表征能力，打造超构透镜宽视场成像产品。这些能力可以帮助公司在尖端成像技术领域获得竞争优势，而这正是智能手机等需要紧凑型高性能相机系统的应用所追捧的。

通过利用A*STAR的T-Up计划，MetaOptics还能够以合理的价格获得了知识产权许可，从而有更多的资源吸引投资者来发展业务。

潜力巨大的新兴产业

受全球5D基础设施增长的推动，预计到2030年，超构材料产业的市场规模将达到107亿美元。

Thng先生预测，这家初创公司的营收将从2024年的约200万新元增长到2027年的900万新元。他还计划将公司员工人数增加一倍以上，从今年的4人增加到10人。

MetaOptics已在业内获得了一定的知名度。它正在向一家台湾客户提供超构透镜，用于微型投影仪和MEMS扫描仪。MEMS扫描仪通常用于激光雷达3D扫描、生物医学成像和电信等应用。

此外，该公司还在与其它客户洽谈，利用其在非接触式指纹传感方面的独特能力，为智能手机提供定制的超构透镜。

Thng先生也认为，如果没有A*STAR的支持，MetaOptics不可能这么快取得如此大的进步。这种公私合作模式在新加坡非常成功，但能成功复制这种模式的国家并不多。

延伸阅读：

《超构透镜（Metalens）专利态势分析-2024版》

《光学和射频领域的超构材料和超构表面-2024版》

《光学和射频应用的超构材料-2024版》