工業(yè)4.0要求復(fù)雜功能的簡(jiǎn)單化解決方案。光學(xué)傳感器，如針孔相機(jī)，可以提供焦深和合理的分辨率，但它們的強(qiáng)度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠和快速的成像。這需要較長(zhǎng)的曝光時(shí)間，這犧牲了快速成像能力，限制了它們?cè)谧詣?dòng)駕駛汽車(chē)中的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)表在《光：先進(jìn)制造》雜志上的一篇新論文中，吉林大學(xué)Qi-Dai Chen教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種制造3D微透鏡陣列(MLAs)的新技術(shù)。研究團(tuán)隊(duì)的靈感來(lái)自蜻蜓的復(fù)眼。蜻蜓的復(fù)眼由成千上萬(wàn)個(gè)微小的透鏡組成，使昆蟲(chóng)能夠看到更廣闊的視野。

a. 蜻蜓的復(fù)眼。b. 昆蟲(chóng)復(fù)眼的顯微圖像。c. 蜻蜓復(fù)眼的剖面圖。d. 3D人工復(fù)眼制作示意圖。

MLAs是微觀尺度上的小功能特征，易于集成。它們作為實(shí)用光學(xué)器件，在并行微制造、集成光流體微芯片、仿生學(xué)、光束整形、3D成像和3D顯示中得到了廣泛應(yīng)用。

微透許多方法已被提出用于高效MLA制造，但大多數(shù)方法效率低下，無(wú)法制造復(fù)眼所需的3D表面。此外，MLA大多由軟材料制成，可以通過(guò)機(jī)械變形從2D圖案轉(zhuǎn)換為3D配置。

飛秒激光增強(qiáng)局部濕蝕刻(fs-LEWE)是一種有前途的大規(guī)模制造微凹透鏡陣列(MCLAs)的技術(shù)。該技術(shù)具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括高通量、簡(jiǎn)化步驟，以及在平面和非平面表面上制造MCLA的能力。然而，與fs-LEWE相關(guān)的挑戰(zhàn)仍然存在。

一個(gè)挑戰(zhàn)是制造效率有限，因?yàn)樵撨^(guò)程通常以脈沖方式進(jìn)行。另一個(gè)挑戰(zhàn)是該過(guò)程對(duì)曲面基板可能是復(fù)雜和苛刻的，因?yàn)楸砻嫱負(fù)浔仨氉屑?xì)編程，并需要高精度的3D運(yùn)動(dòng)階段。

 a. GAN示意圖。b. 使用GAN預(yù)測(cè)的圖像，c. 原始圖像。