將超表麵透鏡和MEMS技術相結合，或能為光學係統帶來高速掃描和增強的聚焦能力。
集成在MEMS掃描器上的基於超表麵技術的平麵透鏡（超級透鏡），左圖為掃描電鏡圖片，右圖為光學顯微成像圖片。在MEMS器件上集成超級透鏡，將有助於整合高速動態控製和精確波陣麵空間控製優勢，打造光控製新模型
集成在MEMS掃描器上的基於超表麵技術的平麵透鏡（超級透鏡），左圖為掃描電鏡圖片，右圖為光學顯微成像圖片。在MEMS器件上集成超級透鏡，將有助於整合高速動態控製和精確波陣麵空間控製優勢，打造光控製新模型
目前，透鏡技術在各個領域都獲得了長足的發展，從數碼相機到高帶寬光纖，再到激光幹涉儀引力波天文台 LIGO的儀器設備等。現在，利用標準的計算機芯片製造技術開發出了一種新的透鏡技術，或將替代傳統曲麵透鏡複雜的多層結構和幾何結構。
與傳統曲麵透鏡不同，基於超表麵光學納米材料的平麵透鏡相對更輕。當超表麵亞波長納米結構形成某種重複圖紋時，它們便可以模仿能夠折射光線的複雜曲度，但是體積更小，聚光能力更強，同時還能減少失真。不過，大部分這種納米結構器件都是靜態的，功能性有限。
據麥姆斯谘詢報道，超級透鏡技術開拓者——美國哈佛大學應用物理學家Federico Capasso，和MEMS技術早期開發者——美國阿爾貢國家實驗室納米製造和器件小組負責人Daniel Lopez，他們倆來了一番頭腦風暴，為超級透鏡增加了運動控製能力，例如快速掃描和光束控製能力，或將開辟超級透鏡新應用。
Capasso和Lopez聯手開發了一款器件，在MEMS上集成了中紅外光譜超級透鏡。他們將該研究成果發表在了本周的《APL Photonics》期刊上。
MEMS是一種結合微電子和微機械的半導體技術，在計算機和智能手機中可以找到，包括傳感器、執行器和微齒輪等機械微結構。MEMS現在幾乎無處不在，從智能手機到汽車安全氣囊、生物傳感器件以及光學器件等，MEMS可以借助典型計算機芯片中的半導體技術完成製造。
Lopez說：“在一個矽芯片上高密度集成數千個獨立控製的MEMS透鏡器件，可以實現光學領域前所未有的光控製和操作。”
研究人員在一塊SOI絕緣體上矽（2微米頂部器件層、200納米掩埋氧化層以及600微米襯底層）上，采用標準光刻技術製造了這款超表麵透鏡。然後，他們將這款平麵透鏡與一個MEMS掃描器（本質上是一個偏轉光線用於高速光路長度調製的微鏡）的中心平台對齊，通過沉積微小鉑片將它們固定在一起，最終將該平麵透鏡裝配在MEMS掃描器上。
“我們這款集成超表麵透鏡的MEMS原型器件，可以通過電控製改變平麵透鏡的旋轉角度，在幾度範圍內進行焦點掃描，” Lopez介紹說，“此外，這款集成超表麵平麵透鏡的MEMS掃描器概念驗證產品，還可以擴展至可見光及其它光譜範圍，開拓更廣泛的潛在應用，例如基於MEMS的顯微係統、全息和投影成像、LiDAR（激光雷達）掃描器和激光打印等。”
在靜電驅動情況下，其MEMS平台可控製兩個正交軸方向的透鏡運動角度，使平麵透鏡在每個方向約9度範圍內進行焦點掃描。 研究人員估計，其聚焦效率約為85％。
“這種超級透鏡在未來可以利用半導體技術實現大規模量產，或將在廣泛的應用領域替代傳統型透鏡，”Capasso補充說。
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