微透鏡列陣元件是由通光孔徑為微米級(jí)及浮雕深度為微納米級(jí)的透鏡組成的列陣，可實(shí)現(xiàn)聚焦成像、準(zhǔn)直等功能，具有單元尺寸小、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。主要用于 Shack-Hartmann 波前傳感、紅外焦平面探測(cè)、CCD 列陣光聚能、LD 整形、激光列陣掃描、激光顯示、光纖耦合、光場(chǎng)相機(jī)、3D 顯示、數(shù)字無(wú)掩膜光刻(DMD) 等系統(tǒng)。
二元微透鏡列陣指的是利用臺(tái)階狀的面形結(jié)構(gòu)來(lái)趨近于連續(xù)浮雕結(jié)構(gòu)的微透鏡列陣。該元件利用二元掩模通過(guò)多次套刻完成多個(gè)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的制備，可制備結(jié)構(gòu)指標(biāo)參數(shù)如下：
波段范圍：0.248μm ~10μm；
子口徑形狀：圓形、矩形、正六邊形、環(huán)形等
子透鏡口徑：0.01mm~4mm
透鏡材料：石英、硅、鍺、硒化鋅等
典型臺(tái)階數(shù)：2、4、8、16
衍射效率：75%~95%
| 波長(zhǎng)（μm） | 子口徑（μm） | 子口徑形狀 | 焦距（mm） | 列陣數(shù) | 基片尺寸(mm) |
| 1.064 | 275×275 | 四邊形 | 8 | 30×30 | φ14×3 |
| 1.064 | 1000×1000 | 四邊形 | 30 | 16×16 | φ30×5 |
| 0.55 | 1680（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 29.7 | 37×37 | φ14×3 |
| 0.5 | 1680（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 69.8 | 7×9 | φ20×3 |
| 1.064 | 1750×1750 | 正方形 | 90 | 6×6 | φ20×3 |
我們采用獨(dú)特的成形及面形控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)衍射色差，適用于寬波段系統(tǒng)成像和聚焦的高精度連續(xù)表面微透鏡列陣。
數(shù)值孔徑：0.01~0.5
透鏡面形：球面、拋物面、雙曲面等
面形誤差：<3%
子透鏡口徑：5μm~4mm
填充因子：> 98%
子孔徑形狀：四邊形、六邊形、圓形、矩形等
透鏡材料：石英、硅、鍺、硒化鋅、K9、氟化鈣、PMMA、PC等
柱透鏡列陣
可以研制任意面形分布（如非球面）的微柱透鏡列陣，結(jié)構(gòu)周期20μm~5mm，應(yīng)用于光聚焦、整形等領(lǐng)域。下圖所示為我們研制的特殊面形的柱鏡結(jié)構(gòu)，面形精確控制在50nm，表面粗糙度小于10nm。
四邊形微透鏡列陣
四邊形微透鏡是指口徑形狀為四邊形或者按照四邊形排布的透鏡。我們可以定制口徑范圍在5μm~5mm之間的四邊形微透鏡列陣。
子口徑（μm）子口徑形狀列陣數(shù)可訂制焦距范圍（mm）基片尺寸(mm)
| 20×20 | 正方形 | 2000×2000 | 0.1-1 | 可訂制 |
| 100×100 | 正方形 | 400×400 | 0.6-20 | 可訂制 |
| 150×150 | 正方形 | 300×300 | 1-60 | 可訂制 |
| 180×180 | 正方形 | 64×64 | 1.8-90 | φ20×3 |
| 200×200 | 正方形 | 42×42 | 2-100 | φ14×3 |
| 300×300 | 正方形 | 150×150 | 5-240 | 可訂制 |
| 400×400 | 正方形 | 21×21 | 9-440 | φ14×3 |
| 500×500 | 正方形 | 80×80 | 14-680 | 可訂制 |
| 545×545 | 正方形 | 26×26 | 17-810 | φ25×3 |
| 600×600 | 正方形 | 34×34 | 20-980 | φ30×5 |
| 680×680 | 正方形 | 24×24 | 25-1260 | φ25×3 |
| 700×700 | 正方形 | 65×65 | 27-1340 | 可訂制 |
| 720×720 | 正方形 | 30×30 | 28.5-1400 | φ45×5 |
| 800×800 | 正方形 | 10×10 | 35-1750 | φ20×3 |
| 850×850 | 正方形 | 18×18 | 40-1970 | φ20×3 |
| 1000×1000 | 正方形 | 25×25 | 55-2730 | φ40×5 |
| 1200×1200 | 正方形 | 9×9 | 80-3940 | φ20×3 |
| 1380×1380 | 正方形 | 30×30 | 105-5200 | φ60×6 |
| 1440×1440 | 正方形 | 26×26 | 115-5670 | φ60×6 |
| 3300×3300 | 正方形 | 5×5 | 600-29780 | φ25×3 |
六邊形微透鏡列陣
六邊形微透鏡列陣指的是口徑形狀為六邊形或者按照六邊形排布的微透鏡列陣。可定制口徑大小在50um~5mm（透鏡中心間距）之間的六邊形微透鏡列陣。
子口徑（μm）子口徑形狀列陣數(shù)可訂制焦距范圍（mm）基片尺寸(mm)
| 207（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 13×13 | 1.2-88 | φ14×3 |
| 259（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 77 | 2.5-183 | φ14×3 |
| 300（中心間距） | 圓形（六邊形排布） | ≥100×100 | 3.2-246 | 可訂制 |
| 336（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 17×17 | 4-308 | φ14×3 |
| 480（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 17×19 | 8.4-630 | φ14×3 |
| 1120（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 13×13 | 46-3430 | φ25×3 |
| 1360（平行對(duì)邊） | 六邊形 | 187 | 68-5000 | φ25×3 |
任意排布任意面形微透鏡列陣
可以按照客戶的特殊需求訂制任意面形任意排布的微透鏡列陣。以下為本單位所制備的離軸型微透鏡列陣的形貌圖以及焦斑圖。
哈特曼波前傳感器
微透鏡列陣是夏克-哈特曼波前傳感器波前分割的核心器件，通過(guò)計(jì)算其焦斑位置的偏移來(lái)測(cè)量波前。該波前傳感系統(tǒng)可應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、航空航天、眼科醫(yī)學(xué)等研究及工業(yè)加工領(lǐng)域的高精度、無(wú)損、在線波前檢。
焦平面聚能器件
由于傳感器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，感光元與感光元之間存在間隙，這些間隙的存在造成光入射能量的極大損失，利用微透鏡列陣將原本入射到這些間隙上的光會(huì)聚到感光元上，可以極大的提高傳感器的光能利用率。
光場(chǎng)相機(jī)
利用微透鏡列陣與場(chǎng)鏡之間的相互匹配，獲取大數(shù)據(jù)量豐富的圖像數(shù)據(jù)，利用后續(xù)算法可實(shí)現(xiàn)多景深圖像信息再現(xiàn)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)連續(xù)空間的數(shù)據(jù)獲取。
三維顯示
利用微透鏡列陣與微結(jié)構(gòu)圖形之間的相互作用，可實(shí)現(xiàn)三維立體影像的獲取和重現(xiàn)，進(jìn)而發(fā)展可應(yīng)用于包裝、防偽、3D印刷、立體廣告牌、三維影視、立體畫(huà)等技術(shù)領(lǐng)域。
研制各種基于微光學(xué)技術(shù)的波前調(diào)制器件，包括臺(tái)階型和連續(xù)表面型，具有準(zhǔn)確、系統(tǒng)緊湊、方便調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。擁有多種自主開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)軟件及數(shù)據(jù)處理模塊，主要包括波前轉(zhuǎn)換方法，改進(jìn)遺傳算法及模擬退火的全局優(yōu)化技術(shù)等。器件主要用于像差校正，相位模擬、非球面檢測(cè)（CGH），光束控制、景深及視場(chǎng)調(diào)制等領(lǐng)域。可制備元件尺寸可達(dá)100mm，應(yīng)用范圍涵蓋紫外到紅外波段。
連續(xù)面形螺旋相位板相對(duì)于傳統(tǒng)的臺(tái)階狀元件極大提高了光的利用率，其典型應(yīng)用為將入射平行光轉(zhuǎn)換為帶角動(dòng)量的渦旋光，用于光攝、光子捕獲。本研究小組可以進(jìn)行各種拓?fù)潆姾蓴?shù)的螺旋相位板的制備，如下圖所示。
隨機(jī)相位板可對(duì)系統(tǒng)位相進(jìn)行精確模擬、校正或調(diào)制。可產(chǎn)生單階、多階像差位相器件，用于各種光學(xué)系統(tǒng)靜態(tài)像差校正；也可產(chǎn)生具有特定功率譜的動(dòng)態(tài)隨機(jī)波像差等。典型應(yīng)用為用于矯正人眼高階像差模擬器、大氣湍流位相調(diào)制效應(yīng)像差補(bǔ)償元件及非球面檢測(cè)用CGH位相板。
可以研制兼具連續(xù)面形和二元結(jié)構(gòu)的復(fù)合型相位板，使其能夠?qū)膺M(jìn)行特殊調(diào)制，從而產(chǎn)生特定的光學(xué)效果。
衍射光學(xué)器件在激光加工、激光光束整形、激光醫(yī)療、移動(dòng)智能設(shè)備、人機(jī)自然交互體感、手姿控制系統(tǒng)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可實(shí)現(xiàn)高衍射效率、高均勻性光束變換、整形、分光及位相調(diào)制等。深入研究基于標(biāo)量衍射理論的G-S算法、直接二元搜索法(DBS)、模擬退火算法(SA)、遺傳算法(GA)、能量守恒算法及基于矢量衍射理論的積分法、微分法、模態(tài)法、耦合波法，開(kāi)發(fā)出多款專(zhuān)業(yè)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，可提供全局最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。深入開(kāi)展高深寬比納米結(jié)構(gòu)的制備研究，成功實(shí)現(xiàn)大角度（70度）、復(fù)雜圖形的設(shè)計(jì)、加工、制備。
主要技術(shù)參數(shù)
器件口徑：＜100mm
器件材料：熔融石英、BK7、硅、鍺、硒化鋅、K9、氟化鈣、藍(lán)寶石等
特征尺寸：百納米~微米
量化臺(tái)階：多階
衍射效率高。
將入射光按照設(shè)計(jì)要求分成所需的一維或二維多束出射光，如2×2、4×4、7×7、 9×9、15×15、65×65等。使用波長(zhǎng)涵蓋565nm、694nm、850nm、1064nm、2940nm、10.6um等。分束器點(diǎn)陣間能量一致性高、中央主極大可有效控制，也可根據(jù)設(shè)計(jì)需求達(dá)到特定能量比分布。可廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光加工等領(lǐng)域。
一維分束器型號(hào)（波長(zhǎng)-分束數(shù)-角度）二維分束器型號(hào)（波長(zhǎng)-分束數(shù)-角度）
| 450-1×3-2.3 | 405-3′3-0.229 |
| 450-1×3-9 | 450-11′11-53 |
| 450-1×3-15 | 525-5×5-7.5 |
| 450-1×5-10.5 | 532-4′4-3.51 |
| 450-1×5-14 | 532-5×5-60 |
| 450-1×7-20 | 532-7×7-6.8 |
| 450-1×9-25 | 532-7×7-11 |
| 450-1×11-12 | 532-8×8-3.51 |
| 450-1×11-30 | 532-9×9-50 |
| 450-1×11-35 | 532-11×11-50 |
| 450-1×13-34 | 532-11×11-64 |
| 450-1×13-38 | 532-17×17-60 |
| 450-1×15-36 | 532-19-11 |
| 450-1×17-25.4 | 532-61-11 |
| 450-1×17-30 | 565-2×2-5.4 |
| 450-1×17-40 | 650-15×15-8 |
| 450-1×21-35 | 650-17×17-60 |
| 450-1×25-18 | 650-21×21-30 |
| 450-1×25-35 | 694-15×15-7.5 |
| 450-1×49-23 | 850-65×65-10 |
| 450-1×99-45 | 780-2′2-2 |
| 450-1×101-15 | 800-3×5-1.5×3 |
| 638-1×11-30 | 830-5×5-0.28 |
| 650-1×3-1.27 | 850-65×65-10 |
| 650-1×3-9 | 850-151×47-70×49 |
| 650-1×3-15 | 980-9×9-11 |
| 650-1×5-19 | 1064-3×5-8×16 |
| 650-1×7-23 | 1064-5×5-11 |
| 650-1×7-28 | 1064-7×7-5.7 |
| 650-1×7-50 | 1064-7×7-11 |
| 650-1×9-30 | 1064-8×8-3.51 |
| 650-1×9-37 | 1064-8×8-7 |
| 650-1×11-30 | 1064-8×8-11 |
| 650-1×13-38 | 1064-9×9-5.6 |
| 650-1×15-36 | 1064-9×9-8 |
| 650-1×17-40 | 1064-9×9-11 |
| 650-1×25-36 | 1064-32×32-1.59 |
| 780-1×11-32 | 1064-7-11 |
| 780-1×49-30 | 1064-19-11 |
| 800-1×7-3 | 1064-37-11 |
| 850-1×7-18 | 1064-61-11 |
| 850-1×11-30 | 1064-61-16 |
| 905-1×5-12 | 1535-61-5 |
| 905-1×32-25 | 1550-16′2-32′2 |
| 1064-1×3-0.32 | 2940-9×9-11 |
| 1064-1×4-0.43 | 9600-9×9-11 |
| 1064-1×4-5.39 | 10600-5×5-5.7 |
| 1064-1×4-10.8 | 10600-7×7-11 |
| 1064-1×14-41 | 10600-9×9-11 |
| 1064-1′23-3.23 | |
| 1550-1×4-1.5 | |
| 1550-1×4-2.85 | |
| 1550-1×19-18 | |
| 1550-1×32-2.5 | |
| 1550-1×32-5 | |
| 1550-1×32-40 | |
| 1550-1×33-3.2 | |
| 1550-1×33-16 | |
| 1550-1×41-40 | |
| 1550-1×65-32 | |
| 10600-1×10-10.2 |
單線、多線、網(wǎng)格、隨機(jī)散斑結(jié)構(gòu)光（SL）
| 型號(hào)（類(lèi)型-波長(zhǎng)-角度） | 圖例 | 型號(hào)（類(lèi)型-波長(zhǎng)-角度） | 圖例 |
| SL- L1-650-43 |  | SL-A-635-47×4.6 |  |
| SL- L1-650- 60 | SL-G-532-8×8-8 |  | |
| SL-L1-650 -90 | SL-G-532-8×8-36 | ||
| SL-L1-905-60 | SL-G-450 -10×10-53 | ||
| SL-L1-905-100 | SL-G-650 -10×10-2.9 | ||
| SL-L3-650 -67×17 |   | DWX-650-10 |  |
| SL-L7-650-23×50 | DWX-650-15 | ||
| SL-L7-808-33 | SL-830-NJ-63×51 |  | |
| SL-L11-650-30 | SL-532-962-30 | ||
| SL-L41-650-55×43 | SL-532-35000-30×40 | ||
| SL-L25-808-33 | SL-830-35000-63×51 | ||
| SL-C-532-15 |  | SL-830-53×0.36 | |
| SL-C-532-60 | SL-830-4800-40 | ||
| SL-C-650-60 | SL-830-900-38 | ||
| SL-LK-532-75 |  | SL-940-4800-42 | |
| SL-CK-525-75 | SL-940-962-60 | ||
| SL-CK-650-75 |
人機(jī)行為交互是指計(jì)算機(jī)通過(guò)定位和識(shí)別人類(lèi)，跟蹤人類(lèi)肢體運(yùn)動(dòng)，表情特征，從而理解人類(lèi)的動(dòng)作和行為，并做出響應(yīng)的智能反饋過(guò)程的一種全新的、和諧、普適的交互方法。由于衍射件可以把激光變換成幾乎任意復(fù)雜的結(jié)構(gòu)光(Structured light)，包括散斑、條紋等，在體感、手姿控制等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。另外，DOE在深度相機(jī)、3D測(cè)量等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。
| 型號(hào)（類(lèi)型-波長(zhǎng)-角度） | 圖案 | 型號(hào) | 圖案 |
| DWK-520-21 |  | PT-JP-F |  |
| DWK-520-50.8′39 |  | PT-JP-I |  |
| DWK-520-60′45 | |||
| DWK-650-30×21 |  | PT-JP-I |  |
| DWK-650-40×31 |  | PT-JP-SB |  |
| DWK-650-42×24 |  | PT-TY-WY |  |
| DWK-650-45×45 |  | PT-TY-DT |  |
| DWK-635-47×35 |  | PT-G |  |
| DWK-650-53×39 |  | PT-Q |  |
| DWK-650-45 |  | PT- |  |
| DWK-650-60×45 | |||
| DWK-650-70×50 |
2014年12月26日，我們成功研制出零級(jí)滿足人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的830nm隨機(jī)點(diǎn)陣產(chǎn)生器。可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)物體追蹤，手勢(shì)識(shí)別，三維傳感與測(cè)量等領(lǐng)域。下圖為微光學(xué)組實(shí)拍的830nm下隨機(jī)點(diǎn)陣圖，中心零級(jí)功率低于0.04mw。
激光虛擬鍵盤(pán)通過(guò)衍射光學(xué)元件在指定平面產(chǎn)生虛擬的鍵盤(pán)圖像，再通過(guò)紅外傳感器感知使用者的手指位置，從而達(dá)到輸入目的。目前激光虛擬鍵盤(pán)已應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、便攜式充電設(shè)備等。研制的虛擬鍵盤(pán)字體清晰、均勻性好、能量利用率高。提供標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)衍射器件，接受定制不同字體、不同排布、不同語(yǔ)言的特種鍵盤(pán)研發(fā)。
發(fā)展了基于矢量理論的設(shè)計(jì)方法，成功實(shí)現(xiàn)大角度、復(fù)雜圖形的設(shè)計(jì)，并成功實(shí)現(xiàn)多臺(tái)階衍射元件的加工和制備。可根據(jù)用戶需求，生成任意的圖形分布，比如各種標(biāo)志、人像、槍瞄、網(wǎng)格等衍射元件的設(shè)計(jì)和加工以及檢測(cè)。
軸向多焦點(diǎn)DOE，當(dāng)準(zhǔn)直平行光入射時(shí)，可以在光軸方向上產(chǎn)生多個(gè)焦點(diǎn)，且焦點(diǎn)的數(shù)量、間距和能量比可以根據(jù)用戶需求靈活地調(diào)控。長(zhǎng)焦深DOE，對(duì)于確定的入射光尺寸和透鏡的F數(shù)，可以靈活調(diào)節(jié)焦深。
通過(guò)衍射元件實(shí)現(xiàn)對(duì)混合光的精確控制，在成像、全息、光鑷、彩色成像像差校正、信息處理、信息傳輸、防偽、保密等領(lǐng)域有廣泛的用途。
將入射光按照設(shè)計(jì)要求分成所需的平頂光、環(huán)形光、四極照明等多種，能量比可控。可應(yīng)用于激光熱處理、激光熱負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、信號(hào)處理等。
自主研發(fā)的各種圖形轉(zhuǎn)換軟件、數(shù)據(jù)處理程序，可實(shí)現(xiàn)任意圖形的掩模設(shè)計(jì)。 光柵結(jié)構(gòu)、分辨率板、任意圖形各種微納米級(jí)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和復(fù)制，以及實(shí)現(xiàn)金屬化圖形的批量化制備。
特征尺寸： ≥2μm
基底材料：石英、硅、鍺、硒化鋅等
金屬種類(lèi)：金、銀、鉻、鋁等
