可编程超构透镜MetaLens深度：一片玻璃替代传统六片透镜组实现手机镜头薄型化

可编程超构透镜MetaLens深度

2030年9月，三星电子与哈佛大学工程学院联合发布了MetaLens可编程超构透镜技术，并宣布将在2031年第二季度量产搭载该技术的智能手机摄像头模组。

超构透镜（metalens）是一种利用亚波长纳米结构阵列操控光波的平面光学元件。每个纳米柱的形状、方向和间距决定了通过它的光的相位、偏振和振幅，从而实现对光场的精确调控。MetaLens的突破在于首次将这种技术从实验室推向了量产。

传统手机摄像头模组由6至8片曲面玻璃透镜堆叠而成，总厚度约为6至7毫米。MetaLens用单层平面玻璃（厚度0.5毫米）替代了整个透镜组，使摄像头模组厚度降至约1.5毫米。这意味着未来的智能手机背面将不再有凸起的摄像头区域。

哈佛大学Capasso实验室的Federico Capasso教授是超构透镜领域的奠基人之一。他在技术发布会上解释了关键突破：「之前的超构透镜只能在单一波长下工作，可见光谱中的色差问题一直是商用化的最大障碍。MetaLens通过在同一样片上集成三种不同尺寸的纳米柱，分别调控红、绿、蓝三个波段，实现了全彩色成像。」

在光学性能方面，MetaLens的调制传递函数（MTF）在中心视场达到了0.75（传统透镜组约为0.80），边缘视场为0.55（传统约为0.65）。三星电子副总裁Kim Yong-jin表示，这些数字意味着MetaLens的成像质量已经「足够接近」传统方案，而厚度优势远超这一微小差距。

制造工艺方面，MetaLens采用深紫外光刻（DUV）在8英寸玻璃晶圆上刻写纳米柱阵列，每片晶圆可切割约2000枚透镜。三星计划在华城工厂的现有DUV产线上增设MetaLens生产线，初始月产能约为50万片。

该技术的潜在应用不止于手机摄像头。三星正在探索将MetaLens应用于AR眼镜的光波导耦合器、车载激光雷达的光束整形器和内窥镜的微型光学头。

MetaLens的首批搭载机型预计为2031年下半年发布的Galaxy S系列旗舰机型。