硅基微阵列透镜是以单晶硅为基底,依托半导体微纳加工工艺制备的高精度微光学器件,由多个微米级透镜单元按照既定阵列规则有序排布而成。该器件可实现高精度光束整形、红外光学调控、精密光路耦合与晶圆级光学集成等核心功能,是高端微光学系统的核心元器件。
相较于传统玻璃基与聚合物基微阵列透镜,硅基微阵列透镜具备独特的材料与工艺优势:完全兼容半导体晶圆加工体系,器件尺寸精度、结构均匀性更优异;拥有良好的红外透过特性与热稳定性,热膨胀系数与硅光芯片、半导体器件高度匹配。硅基微阵列透镜适配高密度、小型化的集成光学模块封装需求,在高端精密光学场景中综合性能更为突出。
从透镜面形结构维度划分,硅基微阵列透镜主要包含球面型、非球面型及特殊异形结构类型。其中非球面硅基微阵列透镜依托专属的非球面几何构型设计,能够有效优化光束聚焦精度、大幅降低光学像差,同时显著提升红外光束的精准调控性能,光学表现优于传统球面结构产品。从功能应用维度划分,硅基微阵列透镜可分为集光型与光束匀化型两大类,分别适配光学聚能采集、光束均匀整形的差异化微光学场景需求。
硅基微阵列透镜的下游应用主要聚焦光通信、汽车、医疗设备三大领域。在光通信领域,硅基微阵列透镜是硅光模块、共封装光学(CPO)系统的核心微光学元器件。在汽车领域,全硅微透镜阵列主要配套车载激光雷达系统,承担光束整形、光路耦合与红外光学调控等核心功能。在医疗领域,全硅微透镜阵列可与TMOS红外传感器集成适配,依托长波红外工作特性,通过微透镜结构优化传感器视场角,有效提升红外测温精度与检测稳定性。
新思界
行业分析人士表示,我国硅基微阵列透镜研制企业主要包括炬光科技、苏纳光电、舜宇红外光学等。舜宇红外光学开发出直径5mm、弧垂高度在200μm以内的WLO硅微透镜阵列,实现了透镜生产的高效率化,并打通了解决阵列透镜偏心问题和面型精度的完整技术路径。
2025年2月,炬光科技回答投资者提问时表示,并购瑞士炬光后,公司可提供基于光刻-反应离子蚀刻法加工的硅材质、熔融石英材质的微纳光学元器件,主要产品包括用于光栅耦合器的大型超薄微透镜阵列及用于PIC边缘耦合器的微棱镜+微透镜集成元器件,硅光模块/CPO为公司微透镜及阵列产品在光通、数通领域的重要应用方向。
关键字: