光學產品如何走向技術化

❶ 激光技術發展趨勢

激光技術正成為21世紀最為矚目的高新技術之一，不僅改變著我們的生活狀態，也促使著我們的經濟和科技水平的提高。世界各國都重視著對激光技術的研究與發展應用，我國更是從政策上予以扶持，在2013首屆長三角光電產業發展推介會上，激光技術和3D列印技術成為會上討論的焦點。
近日，2013首屆長三角光電產業發展推介會在無錫惠山國家高新技術創業服務中心舉行，來自長三角及華東地區的知名高校、科研院所、國家級行業協會的10多位重量級專家教授及30多家企業的負責人參會，就當前激光與光電子產業發展及激光應用等專題進行深入探討。受訪專家表示，未來激光治療技術及3D列印技術將更多用於居民生活以及工業生產中。
湖北省高神暨武漢激光學會名譽會長、華中科技大學教授李正佳，既是中國激光技術領域的領軍人物之一，也是此次推介活動的重要參與者之一，他領銜的惠山區光電科技產業園無錫太福光電科技有限公司也將正式落戶惠山。他告訴記者，作為光電行業的主要技術種類之一的激光技術，將來有望更多運用在醫療領域，也是他的企業未來發展的主攻方向之一。
李正佳教授說，激光治療技術在中國一直沒有發展到一定的高度，主要的原因在於這項技術在醫療運用上的「遲緩」，也就是說產業化不夠，影響了技術在更大范圍被接受和使用。以治療腫瘤為例，激光治療相比現在的化療等手段，病患的花費要低，創傷要小，同時效果要更好。但是因為人們對激光技術的熟知程度不夠，使得激光技術在醫療方面的運用一直顯得不夠興盛。
未來，該企業與惠山區光電科技產業園的合作重點之一，就是開展極光技術在醫療上的更多運用。無錫醫院眾多，醫療資源豐富，產業化前景巨大，假如說這些成熟的技術能用於病患的治療中，將展現出巨大的產業潛力。
3D列印技術，是近年來非常時尚的一項技術，尤其是用於拍攝立體照方面，更是讓初步接觸該技術的市民倍感新奇。不過，上海市激光技術研究所所長朱德祥告訴記者頃啟，3D列印技戚乎虧術其實在歐美很早就開始運用，運用的領域主要是工業生產，如機械製造等。而隨著其在文化產業上的運用推廣，才為普通人所熟知，尤其是3D照片技術等。在他看來，3D列印技術運用到拍攝領域，激發了人們對激光3D列印技術的濃厚興趣，尤其是文化產業的運用，讓人們是嘆為觀止。比如說要設計一個晚會舞台，一般來說設計者往往提交的是平面效果圖，表現的不夠直觀。運用3D列印技術，設計者可以先設計一個立體模型，然後將之列印出來。
惠山經濟開發區相關人士介紹，惠山區光電科技產業園集聚了一大批尖端的光電技術企業和科研機構，將著力打造長三角一流、全省首位、特色鮮明、優勢明顯的光電產業特色園區，依託無錫的工業基礎和人才優勢，實現技術產業化。
激光技術與3D列印技術都是近年來發展十分迅速的高新技術，不僅運用范圍廣，而且具有巨大的市場潛力，是不可忽視的新興產業。我國加快對激光與3D列印技術的發展，將能大大推動著我國經濟模式的變革，從中國製造模式轉變為中國智造。

❷ 二元光學的光學發展

隨著近代光學和光電子技術的迅速發展，光電子儀器及其元件都發生了深刻而巨大的變化。光學零件已經不僅僅是折射透鏡、棱鏡和反射鏡。諸如微透鏡陣列、全息透鏡、衍射光學元件和梯度折射率透鏡等新型光學元件也越來越多地應用在各種光電子儀器中，使光電子儀器及其零部件更加小型化、陣列化和集成化。微 光學元件是製造小型光電子系統的關鍵元件，它具有體積小、質量輕、造價低等優點，並且能夠實現普通光學元件難以實現的微小、陣列、集成、成像和波面轉換等 新功能。
光學是一門古老的科學。自伽利略發明望遠鏡以來，光學已走過下幾百年的漫長道路。60年代激光的出現，促進了光學技術的迅速發展，但基於折反射原理 的傳統光學元(器)件，如透鏡、棱鏡等人都是以機械的銑、磨、拋光等來製作的，不僅製造工藝復雜，而且元件尺寸大、重量大。在當前儀器走向光、機、電集成 的趨勢中，它們已顯得臃腫粗大極不匹配。研製小型、高效、陣列化光學元件已是光學界刻不容緩的任務。 80年代中期，美國MIT林肯實驗室威爾得坎普(Veldkamp)領導的研究組在設計新型感測系統中，率先提出了「二元光學」的概念，他當時描述道：「 現在光學有一個分支，它幾乎完全不同於傳統的製作方式，這就是衍射光學，其光學元件的表面帶有浮雕結構；由於使用了本來是製作集成電路的生產方法，所用的 掩模是二元的，且掩模用二元編碼形式進行分層，故引出了二元光學的概念。」隨後二元光學不僅作為一門技術，而且作為一門學科迅速地受到學術界和工業界的青 睞，在國際上掀起了一股二元光學的研究熱潮。
二元光學於20世紀90年代初在國際上興起研究熱潮，並同時引起學術界與工業界的極大興趣及青睞。 微光學發展的兩個主要分支是：
(1)基於折射原理的梯度折射率光學，
(2)基於衍射原理的二元光學。 80年代中期，美國國防部領先科研項目處(DARPA)對MIT林肯實驗室資助了名為「二元光學」的項目，其研究目標為：
(1)發展一種基於微電子製作工藝的光學技術，用以節約資金和勞動力，獲取在設計和材料選擇上更多的自由度，並開發新的光學功能元件；
(2)推動光電系統整體的計算機輔助設計；
(3)在美國工業界廣泛應用衍射光學技術。 隨著二元光學技術的發展，二元光學元件已廣泛用於光學感測、光通信、光計算、數據存儲、激光醫學、娛樂消費以及其他特殊的系統中。也許可以說，它的 發展已經經歷了三代。第一代，人們採用二元光學技術來改進傳統的折射光學元件，以提高它們的常規性能，並實現普通光學元件無法實現的特殊功能。這類元件主 要用於相差校正和消色差。通常是在球面折射透鏡的一個面上刻蝕衍射圖案，實現折/衍復合消像差和較寬波段上的消色差。如美國柏金－愛爾馬 (Perkin－Elmer)公司成功地用於施密特(Schmidt)望遠鏡上消除球差；美國豪奈威爾(Honey-well)公司在遠紅外系統中，實現 了復消色差，它們還採用二元光學技術製作出小型光碟讀寫頭。此外，二元光學元件能產生任意波面以實現許多特殊功能，而具有重要的應用價值。如材料加工和表 面熱處理中的光束整形元件、醫療儀器中的He-Ne激光聚焦校正器、光學並行處理系統中的光互連元件(等光強分束Dammann光柵)以及輻射聚焦器等。
二元光學元件的第一代應用技術已趨於成熟，國際上有50多家公司正利用混合型特殊功能元件設計新型光學系統。
第二代，主要應用於微光學元件和微光學陣列。 80年代末，二元光學進入微光學領域，向微型化、陣列化發展，元件大小從十幾個μm至1mm。用二元光學方法製作的高密度微透鏡陣列的衍射效率很高，且可 實現衍射受限成像。另外，當刻蝕深度超過幾個波長時，微透鏡陣列表現出普通的折射元件特性，並具有獨特的優點：陣列結構比較靈活，可以是矩陣、圓形或密排 六方形排列；能產生各種輪廓形狀的透鏡表面，如拋物面、橢圓面及合成表面等；陣列透鏡的「死區」可降到零(即填充因子達到100%)。這類高質量的衍射或 折射微透鏡陣列，在光通信、光學信息處理、光存儲和激光束掃描等許多領域中有重要的應用。比如二元微光學元件在多通道微型感測系統中可作為望遠混合光學系 統、光束靈巧控制、多通道處理、探測器陣列和自適應光互連。第三代，即目前正在發展的一代，二元光學瞄準了多層或三維集成微光學，在成像和復雜的光互連中 進行光束變換和控制。多層微光學能夠將光的變換、探測和處理集成在一體，構成一種多功能的集成化光電處理器，這一進展將使一種能按不同光強進行適應性調 整、探測出目標的運動並自動確定目標在背景中的位置的圖像感測器成為可能。Veldkamp將這種新的二元光學技術與量子阱激光陣列或SEED器件、 CMOS模擬電子技術結合在一起，提出了「無長突神經細胞電子裝置(Amacronic)」的設想，它把焦平面結構和局域處理單元耦合在一起，以模仿視網 膜上無長突神經細胞的近距離探測，系統具有邊緣增強、動態范圍壓縮和神經網路等功能。這一代微光學技術的典型應用是多層光電網路處理器。這是一種焦平面預 處理技術，它以二元光學元件提供靈活反饋和非線性預處理能力。探測器硅基片上的微透鏡陣列將入射信號光聚焦到陣列探測器的激活區，該基片的集成電路則利用 會聚光激發砷化鎵銦二極體發光，其發射光波第二層平面石英基底兩面的衍射元件引導到第三層面硅基底的陣列探測器上，經集成電路處理後激發二極體發光……依 次類推，得到處理後的信號。這種多層焦平面預處理器的每一層之間則利用微光學陣列實現互連耦合，它為感測器的微型化、集成化和智能化開辟了新的途徑。 發展趨勢 二元光學是建立在衍射理論、計算機輔助設計和微細加工技術基礎上的光學領域的前沿科學之一，超精細結構衍射元件的設計與加工是發展二元光學的關鍵技術。二 元光學的發展不僅使光學系統的設計和加工工藝發生深刻的變革，而且其總體發展趨勢是未來微光學、微電子學和微機械的集成技術和高性能的集成系統。

❸ 光學技術，什麼是光學技術

指與光學有關的技術。如光學儀器、光學設計、光學測量、光學材料、薄膜光學、非線性光學、激光技術與激光器、導波光學、光纖與集成光學等。

❹ 公司性質光學製造是什麼

光學技術製造光學產品的過程。根據查詢相關信息資磨旦料顯示，光學製造是指瞎指擾用光學技術製造光學產品的過程。它包括光學設計、光學裝配和測試等步驟。光學製造在現代逗模工業中發揮著重要作用，因為它在生產高質量的光學產品方面具有優勢。

❺ 專訪｜萬億規模大市場，光學醫療器械如何跑贏

1960年5月16日，美國物理學家梅曼製造出了第一台激光器：紅寶石激光器。為光的應用翻開嶄新的一頁。從那時起，光的功能不再局限在照明，開始進入通信、醫療、環保、能源等眾多領域，推動人類的發展坐上了「高速列車」。

為了紀念梅曼製造的第一台紅寶石激光器，聯合國教科文組織將每年的5月16日設為「國際光日」，旨在昭彰光學與光子學的巨大影響力。

同樣，光學技術也在不斷賦能醫療器械領域，應用逐漸成熟且范圍逐步擴大，顯示出巨大的市場前景高亮。 圍繞光學技術在醫療器械領域的應用現狀和市場以及本土光學技術在醫療器械領域的機遇和挑戰，感知芯視界對國家高性能醫療器械創新中心副研究員赫家燁博士進行專訪。

編輯 感知芯視界

| 專訪人物

國家高性能醫療器械創新中心副研究員赫家燁

赫家燁，博士，國家高性能醫療器械創新中心副研究員。2013年畢業於英國劍橋大學數學系。是英國劍橋大學、華威大學碩士，德國馬克思普朗克研究所博士、博士後。先後在美國威斯康辛大學麥迪遜分校（UW-Madison）、Morgridge Institute for Research從事生物光學顯微研究。其博士導師Jan Huisken為光片顯微鏡創始人，博士後指導Ralf Jungmann為DNA-PAINT 超分辨技術創始人。其博士期間，完成了多種模型生物的世界首次光片成像。

赫家燁2021年加入國家高性能醫療器械創新中心，開展新型病理光學成像檢測儀器的技術攻關工作。短短2年時間， 其團隊已完成了近10個核心專利和原理樣機， 計劃在一年內進行臨床灶念嫌驗證，實現國際前沿光學檢驗技術的國產化落地與產業轉化。

獨家專訪

脫離臨床應用場景，純技術創新走不通

光學無處不在，太陽能的利用，激光的焊接和切割，晶元製造，電影的放映，光纖通信，光合作用，X光的應用和顯微鏡的應用等。在醫療領域，光學技術更是起著無可替代的作用。

醫療器械作為現代醫療的重要工具，在疾病的預防、診斷與治療中發揮著極其重要的作用，其戰略地位受到世界各國的高度重視，而光學技術又是高性能醫療器械的底層核心技術之一，賦能醫療器械產業繁榮發展。

國家高性能醫療器械創新中心（簡稱「國創中心」）誕生之初，便瞄準了光學技術在醫療器械中的多個應用方面，旨在突破技術壁壘，填補國內行業技術空白。

2020年4月，由邁瑞醫療、中國科學院深圳先進技術研究院、聯影醫療、先健 科技 、哈爾濱工業大學等牽頭組建成立了國家高性能醫療器械創新中心，聚焦高端醫學影像、體外診斷、生物材料與植入器械、機器人與先進治療、康復信息等多個方向，國創中心搭建了近2萬平方米的共性技術研發平台。隱手

據赫家燁介紹，在國創中心，以光學技術為核心的醫療器械研究分為三個方向： 一是在體類光學成像儀器研究，比如內窺鏡、眼科儀器、皮膚鏡等；二是體外診斷領域，利用光學技術來做超靈敏單分子檢測研究；三是醫學影像類檢測儀器研究，對一些離體的組織進行病理成像，用於輔助診斷。

談到自研光學醫療器械，赫家燁說到最多的詞是「 科技 成果轉化」。從技術革命的角度而言， 科技 成果轉化確實是迫在眉睫。因為當下，全球范圍內正在席捲新一輪 科技 革命和產業革命，迫切地需要把我國前沿技術從實驗室帶到產業應用上來。

據赫家燁介紹，目前這三個光學技術研究方向基本完成工程樣機驗證，後續將盡快與臨床應用對接，有望在一年之內落地轉化，實現產業化應用。

但科研成果走出實驗室，擁抱產業化應用並非易事。赫家燁認為，目前在光學醫療器械方面的研發工作主要面臨三個挑戰：

首先是科研技術創新和臨床需求不對等。 科研院所有很多高價值專利和技術，但無法轉化應用於產業。產業需求方對於科研院所擁有什麼樣的核心技術也不了解。因此，當下的窘境是「一方有技術，一方需要技術，但他們沒法精準銜接上。」

其次是不同醫生對醫療器械有不同的具體需求，這對科研人員的要求是需要以一個學生的姿態從產業鏈上游「下放」到醫療機構，同醫生深入探討技術研發方向， 在最短時間內梳理和提煉出最具共性的臨床需求，聚焦共性痛點提出針對性解決方案。

最後是在國產替代前提下， 一方面部分國產原件無法滿足競爭性的指標要求。另一方面是國外產品部件又因疫情物流受限無法運到國內，導致研發進度受阻。 研發人員需要花不少精力去嘗試哪些國產產品符合需求。赫家燁坦言，「這是一個漫長的尋求國產替代的過程，但意義重大。」

針對以上挑戰，國創中心同樣在不斷發揮著承上啟下的作用，旨在帶動產業鏈上下游「動」起來。

具體來說，一方面國創中心積極梳理產業需求，並承擔相應任務，若超過能力范圍，則利用平台優勢，幫助科研院所等技術方和產業需求方精準對接。

另一方面，自研醫療器械在項目立項以及進展的每個階段，就建立了與臨床醫生的互動機制，將「實驗室」設到醫院去、設到病床邊，確保醫療器械的研發以臨床需求為源頭，實實在在解決臨床應用場景的痛點。

赫家燁進一步強調， 「臨床應用場景面對的是患者，科研人員需要考慮到醫療器械實用性、穩定性、成本等綜合因素進行技術開發，以純技術創新為源頭去尋找臨床出口行不通」。

獨家專訪

光學技術應用廣泛 本土品牌快速崛起

近年來，光學技術在醫療器械領域的應用已呈現出強大功能。據赫家燁介紹，關於光學醫療器械的具體產品主要分為兩類。

一種是以光學技術為核心的醫療儀器， 光學成像類儀器有手術顯微鏡、離體組織成像顯微儀器、內窺鏡、近紅外光的腦成像儀器等；光學檢測類儀器主要利用光學技術進行分子信號讀取，比如核酸儀熒光PCR、測序儀以及一些單分子檢測儀器等。

另一種是以光學技術為輔助的醫療器械， 比如當下火熱的手術機器人，當中很重要的模塊就是利用光學技術中的雙目視覺來幫助醫生精準定位病灶區域位置和方向，提高手術精度。另外還有感測類、可穿戴式監護類儀器等光學相關產品。

隨著我國經濟的不斷發展以及生活水平的不斷提高，人們對醫療保健的意識逐漸增強，因此對於醫療器械產品的需求也在不斷地攀升，使得國內醫療器械市場表現突出。

截至2020年，中國醫療器械市場規模約為7341億元，同比增長18.3%，接近全球醫療器械增速的4倍，維持在較高的增長水平， 預計未來5年，器械領域市場規模年均復合增長率約為14%，至2023年將突破萬億。

市場需求強勁的同時，政府也在不斷發布政策推動醫療器械產業發展。2016年以來政策推出的進度顯著加快，進一步規范市場、鼓勵投資和 科技 創新。 這無疑為本土企業的加速成長注入一劑強心劑。

當前，行業中涌現出了一批優秀的企業，以聯影、邁瑞醫療、樂普醫療、東軟醫療等為代表的國內醫療器械企業越來越多的參與到全球競爭之中。

細分領域中的光學醫療器械也不乏一眾佼佼者， 比如首創國內高速3D內窺OCT影像系統 的中科微光、內窺鏡組件暢銷海外市場的海泰新光、國產眼科醫療器械領跑者莫廷 以及具備高端顯微鏡生產能力的本土優秀企業永新光學、麥克奧迪、舜宇光學等。

赫家燁對此評價稱，「這些注重研發投入的光學醫療器械本土企業已有一定的市場規模，且非常具有潛力，技術水平已經達到了很高的水準，研發水平也處在國際前沿。」

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創新水平「並跑」 產業實力「掉隊」待解

光學醫療器械是典型的高新技術產業，最顯著的特點是技術應用密集、學科交叉廣泛。 歷經多年培育，我國光學醫療器械產業和創新企業步入發展快車道，但仍存一些挑戰待解。

據公開數據表明，歐美進口品牌占據了我國中高端醫療器械市場的80%。國外產品如呼吸機、高端X光CT、磁共振診斷儀、纖維內窺鏡、手術機器人、體外膜肺氧合（ECMO）等高端醫療器械在國內占據我國三級醫院的主要市場。甚至有些高端醫療器械的核心部件國內還不能生產，需要依賴進口。

本土產業研發水平和國際一流並跑，緣何產業發展沒有跟上「步伐」？赫家燁認為，我國醫療器械高端領域沖出突圍面臨著多個制約因素，主要體現三個方面 ：

第一是國內外工藝和產業鏈差別導致研發成本不對等。他舉例稱，「如果開發一個內窺鏡的前端光學探頭，國外廠商可能短期內只需要幾個人的團隊就能完成，而國內要幾十人的團隊去深耕關鍵技術一到兩年的時間，才有可能把這個小部件做到能夠生產的程度。」

第二是本土廠商市場份額小，在經濟條件受約束的條件下，創新意願面臨選擇題：到底是投入更多資金去突破某項細分領域技術，只為拓寬產品線，還是只做一些技術門檻更低的光學醫療器械，只為可以盡快形成規模化產品投入市場？

「如果是處在成熟的產業鏈和技術體系中，相信本土廠商也會願意去布局一些新賽道，攻關一些細分領域的新技術，因為這些研發成本是可以接受的。」赫家燁進一步分析稱。

第三是本土光學醫療器械產業面臨的挑戰，不僅是能否實現國產替代，更重要的是實現國產替代後，能否保證產品成本和高水準的性能、用戶體驗等綜合指標。

作為關系國計民生的重要戰略產業，醫療器械高端市場被跨國企業壟斷、關鍵核心技術受制於人的局面，亟待打破。近幾年，國家和各地相關政策一直在為醫療器械的國產替代提供眾多支持。

在2021年，國家財政部及工信部聯合發布的《政府采購進口產品審核指導標准》（2021年版）的通知明確規定了政府機構（事業單位）采購國產醫療器械及儀器的比例要求，其中涉及到137種醫療器械全部要求100%采購國產等。

今年以來多省發布文件，進一步收緊政府采購進口產品「缺口」，推動光學醫療器械在內的國產醫療設備實現高速發展。

赫家燁對本土光學醫療器械的成長同樣充滿信心，「一方面，在強大的政策導向下，國產醫療器械將不斷深入醫療機構，通過越來越多的用戶體驗後，加速技術創新和升級換代。另一方面，高端領域的光學成像探測器、光學檢測晶元、光纖和激光器光源等方面已取得一定的自主創新成果，由點帶面逐步突破核心部件依賴進口的被動局面指日可待。」

獨家專訪

結語

好風憑借力，趕超正當時！市場需求持續旺盛、國家多舉措持續釋放政策紅利、前沿創新技術層出不窮……以光學為代表的醫療器械國產化替代來勢洶涌。隨著國產替代的深入展開，本土創新企業無疑會迎來發展的黃金期。

❻ 光學薄膜的制備技術及發展前景

光學薄膜技術是一門交叉性很強的學科，它涉及到光電技術、真空技術、材料科學、精密機械製造、計算機技術、自動控制技術等領域。光學薄膜是一類重要的光學元件，它廣泛地應用於現代光學光電子學、光學工程以及其他相關的科 學技術領域。它不僅能改善系統性能(如減反、濾波)，而且是滿足設計目標的必要手段。光學薄膜可分光透射，分光反射，分光吸收以及改變光的偏振狀態或相位，用作各種反射膜，增透膜和干涉濾光片，它們賦予光學元件各種使用性能，對光學儀器的質量起著重要或決定性的作用。

科學家曾經預言21世紀是光子世紀。21世紀初光電子技術迅速發展，光學薄膜器件的應用向著性能要求和技術難度更高、應用范圍和知識領域更廣、器件種類和需求數量更多的方向迅猛發展。光學薄膜技術的發展對促進和推動科學技術現代化和儀器微型化起著十分重要的作用，光學薄膜在各個新興科學技術中都得到了廣泛的應用。

一、光學薄膜的製造技術

光學薄膜可以採用物理氣相沉積（PVD)、化學氣相沉積（CVD)和化學液相沉積（CLD）三種技術來制備。

1、物理氣相沉積（PVD）

PVD需要使用真空鍍膜機，製造成本高，但膜層厚度可以精確控制，膜層強度好，目前已被廣泛採用。在PVD法中，根據膜料氣化方式的不同，又分為熱蒸發、濺射、離子鍍及離子輔助鍍技術。其中，光學薄膜主要採用熱蒸發及離子輔助鍍技術製造，濺射及離子鍍技術用於光學薄膜製造的工藝是近幾年才開始的。

1.1熱蒸發

光學薄膜器件主要採用真空環境下的熱蒸發方法製造，此方法簡單、經濟、操作方便。盡管光學薄膜制備技術得到長足發展，但是真空熱蒸發依然是最好納主要的沉積手段，當然熱蒸發技術本身也隨著科學技術的發展與時俱進。 在真空室中，加熱蒸發容器中待形成膜的原材料，使其原子或分子從表面氣化逸出，形成蒸汽流，入射到固體（稱為襯底或基片）表面，凝結形成固態薄膜的方法。

熱蒸發的三種基本過程：由凝聚相轉變為氣相的相變過程；氣化原子或分子在蒸發源與基片之間的運輸，即這些粒子在環境氣氛中的飛行過程；蒸發原子或分子在基片表面的沉積過程。

1.2濺射

濺射指用高速正離子轟擊膜料表面，通過動量傳遞，使其旦頃分子或原子獲得足

夠的動能而從靶表面逸出（濺射），在被鍍件表面凝聚成膜。

與蒸發鍍膜相比，其優點是：膜層在基片上的附著力強，膜層純度高，可同時濺射不同成分的合金膜或化合物；缺點是：需制備專用膜料靶，靶利用率低。

濺射的方式有三種：二級濺射、三級/四級濺射、射頻濺射。

1.3離子鍍

離子鍍兼有熱蒸發的高成膜速率和濺射高能離子轟擊模襪陸獲得緻密膜層的雙優效果，離子鍍膜層附著力強、緻密。離子鍍常見類型:蒸發源和離化方式。

特點：

a、膜附著力強。這是由注入和濺射所致。

b、繞鍍性好。原理上，電力線所到之處皆可鍍上膜層，有利於面形復雜零件膜層的鍍制。

c、膜層緻密。濺射破壞了膜層柱狀結構的形成。

d、成膜速率高。與熱蒸發的成膜速率相當。

e、可在任何材料的工作上鍍膜。絕緣體可施加高頻電場。

1.4粒子輔助鍍

在熱蒸發鍍膜技術中增設離子發生器—離子源，產生離子束，在熱蒸發進行的同時，用離子束轟擊正在生長的膜層，形成緻密均勻結構(聚集密度接近於1)，使膜層的穩定性提高，達到改善膜層光學和機械性能。

離子輔助鍍技術與離子鍍技術相比，薄膜的光學性能更佳，膜層的吸收減少，波長漂移極小，牢固度好，該技術適合室溫基底和二氧化鋯、二氧化鈦等高熔點氧化物薄膜的鍍制，也適合變密度薄膜、優質分光鏡和高性能濾光片的鍍制。

2、化學氣相沉積（CVD）

化學氣相沉積就是利用氣態先驅反應物，通過原子、分子間化學反應的途徑來生成固態薄膜的技術。

CVD一般需要較高的沉積溫度，而且在薄膜制備前需要特定的先驅反應物，在薄膜制備過程中也會產生可燃、有毒等一些副產物。但CVD技術制備薄膜的沉積速率一般較高。

3、化學液相沉積（CLD）

CLD工藝簡單，製造成本低，但膜層厚度不能精確控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，還存在廢水廢氣造成的污染問題，已很少使用。

二、光學薄膜的種類

用光學功能薄膜製成的種類繁多的光學薄膜器件，已成為光學系統、光學儀器中不可缺少的重要部件。其應用已從傳統的光學儀器發展到天文物理、航天、激光、電工、通信、材料、建築、生物醫學、紅外物理、農業等諸多技術領域。

分為 ： 基本光學薄膜、控光薄膜、光學薄膜材料

1、基本光學薄膜

基本光學薄膜是指能夠實現分光透射、分光反射、分光吸收和改變光的偏振狀態或相位，可用於各種反射膜、增透膜和干涉濾波片的薄膜，它賦予光學元件各種使用性能，對保證光學儀器的質量起到決定性的作。

1.1減反膜（增透膜）

減反膜是用來減少光學元件表面反射損失的一種功能薄膜。它可以有單層和多層膜系構成。單層膜能使某一波長的反射率為零，多層膜在某一波段具有實際為零的反射率。在應用中，由於條件和應用對象不同，其所用的減反膜的類型與諸多因素有關，例如基片材料、波長領域、所需特徵及成本等。

a、單層減反膜

為減少光的反射消耗，增大光線的透射率，常在玻璃的表面上沉積一層減反膜。其原理是光的干涉現象。只要膜的折射率小於玻璃基片的折射率，就能都實現光的減反射作用。

b、多層減反膜

多層減反膜主要是為了改進單層減反膜的不足，進一步提高減反膜的效果，因而採用增加膜層層數的措施。

1.2反射膜

反射膜的作用與減反膜相反，它是要求把大部分或幾乎是全部入射光反射回去。如光學儀器、激光器、波導管、 汽車 、燈具的反射鏡，都需要沉積鍍制反射薄膜。反射膜有金屬膜和介質膜兩種

a、金屬反射膜

金屬反射膜具有很高的反射率和一定的吸收能力。金屬高反射膜僅用於對膜的吸收損耗沒有特殊要求的場合。

b、介質反射膜

金屬高反射膜的吸收損失較大，在某些應用中，如多光束干涉儀、高質量激光器的反射膜，就要求沉積低吸收、高反射的全介質高反射膜。

2、控光薄膜

控光薄膜分為陽光控制膜、低輻射率膜、光學性能可變換膜三種 。

2.1、陽光控制膜

在玻璃上鍍上一層光學薄膜，使玻璃對太陽光中的可見光部分有較高的透射率，而對太陽光中的紅外部分有較高的反射率，並對太陽光中的紫外線部分有很高的吸收率。將它製成陽光鍍膜幕牆玻璃，就能保證白天建築物內有足夠的亮度等等

2.2、低輻射率膜

在玻璃的表面鍍制一層低輻射系數的薄膜，稱為低輻射率膜，俗稱隔熱膜，它對紅外線有較高的反射率。

2.3、光學性能可變換膜

光學性能可變換膜是指物質在外界環境影響下產生一種對光反應的改變，在一定外界條件（熱、光、電）下，使它改變顏色並能復原，這種變色膜是一類有廣闊應用前景的光學功能材料。

3、光學薄膜材料

3.1、金屬和合金

金屬和合金是較為廣泛的薄膜，具有反射率高、截止帶寬、中性好、偏振效應小以及吸收可以改變等特點，在一些特殊用途的膜系中，它們有特別重要的作用。

3.2、化合物（電介質）

化合物是有重要用途並廣泛應用的光學薄膜，主要有：鹵化物、氧化物、硫化物和硒化物。

3.3、半導體

半導體材料在近紅外和遠紅外區透明，是一類重要的光學薄膜材料。在光學薄膜中使用最普遍的半導體材料是硅和鍺。

三、光學薄膜研究的趨勢

綜合國內外光學及光學薄膜的研究現狀，光學薄膜的研究呈現以下幾個發展趨勢：

1、繼續重視對傳統光學儀器中光學薄膜應用的研究和開發，提高薄膜的光學質量，研究大面積鍍膜技術及其應用；

2、開發與新型精密光學儀器及光電子器件要求相適應的光學薄膜及其材料的制備方法，以滿足現代光學、空間技術、 軍事技術和全光網路技術日益迫切的需要；

3、開發極端光譜條件下的光學薄膜，如超窄帶密集型波分復用濾波片，軟X射線膜，高功率激光膜等的制備技術；

4、開發與環境保護息息相關的「綠色光學薄膜」，實現光能與人類 健康 需要的相互協調；

5、研究光學薄膜的材料物理、成膜過程的原位觀察，實現鍍膜過程的自動控制和超快速低溫鍍膜。

時至今日，光學薄膜已獲得很大的發展，光學薄膜的生產已逐步走向系列化、 程序化和專業化，但是，在光學薄膜的研究中還有不少問題有待進一步解決， 光學薄膜現有的水平還需要進一步提高。科學家曾預言21世紀是光子世紀，而光學薄膜作為傳輸光子並實現其各種功能的重要載體，必然會在光學、光電子學及光子學獲得突破性發展的同時，得到進一步的繁榮和發展。

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❼ 乘光而行，揭秘小米光學創新

「光」是攝影中的靈魂，有人稱攝影就是「用光進行的繪畫」，而記錄光的技術——光學技術，是攝影的重要基礎。本期我們采訪了小米光學團隊，帶大家一起了解手機光學技術，以及背後工程師們對光學創新的所思所想。

1839年，達蓋爾銀鹽攝影術的誕生，讓人類找到了比繪畫方式更快捷的方式記錄，凝固人眼所見。

此後近百年時間里，人們一直在尋求將拍攝影像的器材小型化、便捷化進行 探索 。可以說，相機攝影史就是一部光學創新史，而光學是攝影藝術殿堂的重要基石。

例如在1914年，奧斯卡·巴納克使用徠卡原型機Ur-Leica拍攝的威茲勒（Wetzlar）小鎮的街景，照片命名為《韋次拉爾的鐵礦廣場》判螞伍。這也標志著相機走向了35mm為主的時代，攝影史上最廣為人知的照片，如經典攝影作品《勝利之吻》也是從這個時代開始。

伴隨著時代的進步，相機從最初35mm膠片發展到了數碼相機時代，但技術的進步並未停止，在過去十年時間里，手機攝影蓬勃興起，這也讓攝影光學延伸出了全新的第二條創新曲線——手機光學。

「僅以手機鏡頭光學舉例，現在國內企業的綜合實力越來越強，甚至已經趕超絕大多數的國外大公司。」小米相機部光學專家 YIN 說，隨著競爭日趨激烈，國內品牌每年定製的鏡頭越來越多，技術難度越來越高，由此也推動了中國手機鏡頭光學的飛躍進步。

拿下6項首創

敢為行業先

2016年，小米相機部組建了全新的光學團隊，廣羅頂尖人才，並組建了在美國、日本、歐洲等地的海外研發團隊。這一年，小米首次遭遇創業史上的銷量滑坡危機。埋頭鑽研、苦練內功，也就成為了團隊每個人內心深處的一團火。

隨著持續的研發投入與團隊的不懈努力，小米光學團隊逐步打開了局面，近三年來他們拿下了6項行業首創和首發，敢捅天花板、敢為行業先也成為了光學團隊的最鮮明特色：

2019年2月，小米9透明至尊版首創最大光圈F1.47的7P鏡頭，支持超廣角、微距拍攝，開啟手機攝影全新視野；

2019年11月，小米CC9 Pro尊享版搭載1億像素鏡頭，並率先發布8P鏡頭；掘或

2019年12月，Redmi K30 5G首創行業最小前置鏡頭，實現了業界難以置信的4.38mm 小孔徑；

2020年11月，小米開發者大會MIDC 2020首發自研的「伸縮式大光圈鏡頭」技術；

2021年3月，小米MIX Fold首發液態鏡頭，實現了長焦與微距一鏡兼顧；同期發布的小米11Pro和Ultra首發搭載了1/1.12英寸的三星GN2大底感測器，將手機CMOS尺寸推到了接近一英寸的級別。

「小米在光學研發上的投入非常大，處在行業最前列的水準。」YIN介紹說，小米的每個光學實驗室都采購了目前最先進的光學測量設備，能夠測量各種光學鏡頭的全方位性能表現，尤其在可靠性、雜光鬼影等方面做深入測量。

在他看來，小米光學之所以能夠做到敢為天下先，率先 探索 新技術、新工藝，背後最寶貴的財富是強大的研發團隊。他們都是行業頂尖級的專業，不少人在國內外各大光學廠商效力數十年，有豐富的光學理論和實際經驗，對光學、力學、流動學、機械結構、電子等領域都有全面的知識領域覆蓋。

角逐新時代

從技術狂奔到體驗致勝

隨著近幾年手機影像技術的高速發展，從大底、鏡頭設計、鍍膜，到多主攝、變焦、防抖等各個細分領域，手機影像的光學賽道上千帆競發，角逐日趨激烈。

與傳統數碼相機不同，手機可謂看作是一個「多媒體+互聯網+通話+影像」的一個集合體，再加上手機體積的先天限制，讓手機內部空間變得「寸土寸金」，在如何保證不改變手機形態上，最大化提升手機影像能力？除了感光元件、ISP以及配套的軟體演算法外，手機鏡頭的光學素質表現有著同等重要的地位。

「保證持續領先的競爭力，就需要在手機鏡頭光學性能和鏡物橡頭功能兩方面進行提升。」YIN表示在光學性能方面，主要聚焦在鏡頭的大光圈、高解析力、低色散、消除雜散光上，而在鏡頭功能方面，要盡可能的覆蓋多焦段光學鏡頭，增加手機拍照的可玩性，滿足消費者所有拍攝需求。

對小米光學團隊而言，最重要的已不是駕熟就輕的單點突破，而是將多點的創新融會貫通，構建體驗致勝的綜合實力。

例如，在手機整個鏡頭模組不斷增加的同時，如何與大底感測器實現更完美的匹配。在小米10 Pro中，手機主攝的影像系統採用了尺寸更大的1/1.33英寸、1.08億像素的大尺寸感測器，小米光學團隊通過大量的測試將8P鏡頭模組與大尺寸感測器完美匹配，而f/1.6的大光圈帶來的極高的進光量，鏡頭的光學素質也保證相機即使在1.08億全像素拍攝時，依然可以讓照片呈現出細膩的色彩層次以及豐富畫面細節。

在YIN看來，手機影像背後是一個復雜而又嚴謹的技術過程，手機成像的好壞，除了光學鏡頭素質之外，還有處理器、ISP、軟體演算法、AI演算法等等，多方技術的配合，才能得到一張讓用戶看起來滿意的照片。

比如，目前多鏡頭協同拍攝可以解決手機數碼變焦帶來的畫質下降難題，但處理性能的提升以及AI演算法的進化，也對鏡頭品質、光學設計提出了高可靠性的新挑戰，光學工程師們需要在提升鏡頭品質的同時，盡可能降低製造公差帶來的影響。

為此，小米光學團隊研發出了一套光學系統評測軟體，以此來平衡各種因素對整個光學系統的影響到底是多少，也可以根據用戶的反饋，對各種因素加以不同的權重，來讓光學設計做相應的側重。

從技術狂奔到注重綜合體驗，同時沉澱手機光學的評價標准，小米光學創新正在為小米高端化以及移動影像的全面升級，夯實基礎、築牢根基。

創新不止

新驚喜即將到來

手機光學不斷逼近專業相機的征程，要走多遠，未來還有哪些值得期待的新突破？

在YIN 看來 ，未來手機鏡頭的創新會在計算光學、平面光學(IR、Cover Glass、棱鏡)、幾何光學（潛望、折射）、物理光學（DOE衍射原件、Mate lens、納米壓印）等多方面持續發力；同時還會在光學材料、鍍膜材料和工藝，組裝設備、製造工藝以及成本上進行突破，這些創新都將為手機攝影帶來全新的體驗。

在這場激動人心的演進浪潮中，並非每次創新都能夠捅破天花板，一舉改寫移動攝影格局，但每次創新都有它 探索 的意義。唯有創新不止，手機光學才能真正惠及用戶，帶來前所未有的影像體驗。

今年5月，小米宣布與徠卡達成影像戰略合作。這次合作深度空前，從光學、成像、圖像處理、體驗等智能手機影像全鏈路，實現了雙方影像能力的全面融合。對小米光學團隊而言，這是一次全新的機遇，可以與百年影像品牌一起，聯手 探索 手機光學的前沿領域。

現在，小米光學團隊已經為7月新品的發布做好了最充足的准備，光學新驚喜也將向每一位米粉呈現，敬請期待。

❽ 騰景科技：立足光學核心技術 突破下游消費類市場

在光學光電的企業圈子裡，騰景 科技 屬於年輕的一撥。2013年騰景 科技 組建，2019年股份公司純灶畝設立，2021年3月，成立不到8年時間，公司即登陸科創板。

借力科創板平台，騰景 科技 堅持技術創新戰略，加速拓展下游應用領域。上市以來，公司在衍射技術的研發中取得重大進展，為光通訊、工業激光、車載、AR等熱門應用領域開發關鍵元器件。

上市推動技術向前發展

騰景 科技 位於福州市馬尾區，當地光學光電企業聚集。

余洪瑞本科就讀於清華大學應用物理專業，碩士畢業於中科院福建物構所，此後便一直紮根於福州的光學產業，積累了近三十年光電子元器件企業管理經驗。

采訪時，余洪瑞身穿一件印有「Optowide」(公司logo)的白襯衫，氣質溫和，語速平緩，當聊到行業技術話題時才會上揚語調。言談舉止正如外界對他的印象——學者型企業家。

「做森選擇創業是我們想在企業發展上更具自主性。」余洪瑞說。

核心研發團隊是一家企業技術能力的重要體現。騰景 科技 的多位高管具有深厚技術背景：另一位創始人王啟平畢業於中科院長光所，有著近三十年光學薄膜領域技術積淀；首席技術官GANZHOU博士畢業於清華物理系，在美國獲得光學博士學位，曾為美國加州理工學院訪問教授，擅長於激光感測、器件及系統集成領域。

「科創板是市場矚目的板塊，公司上市後知名度變高了，客戶和供應商對我們的信心更足了。通過上市直接融資，能投入到研發上的資源更多了。」余洪瑞表示。

騰景 科技 自成立便注重光學底層技術的開發，現已建立「光學薄膜類技術」、「精密光學類技術」、「模壓玻璃非球面類技術」、「光纖器件類技術」四大類核心技術平台，涵蓋了光電子元器件製造的主要環節。上市後，公司又規劃建設衍射光學類技術、光機集成與測試類技術等，不斷衍生開發高端、高性能的精密光學元器件產品，並對相關製造工藝進行迭代升級。

「科創板企業一定要技術過硬，一定要在自己的主業里技術領先，騰景不屬於那種爆發型的公司，但我們一直按著既定的技術路線、產品路線往前推進，一步步往前走。」余洪瑞說。

去年，騰景 科技 研發投入達2479.60萬元，同比增長逾24%。研發投入占營收比重達8.19%，今年一季度，該比例進一步提升至9.22%。

余洪瑞還介紹，公司通常與大客戶深度合作，在客戶產品研發階段即開始介入參與，這意味著，公司進入客戶的供應鏈不易，出去同樣不易，客戶流失率較低。

騰景 科技 的業務模式也主要採取定製化方式，公司在光通信和光纖激光領域均積累了一批大客戶資源，其中不乏Lumentum、Finisar等全球知名企業。

營收規模持續擴大

騰景 科技 處於光通信、光纖激光產業鏈的上游。上市以來，騰景 科技 積極進行市場開拓，業務規模持續擴大。

「去年公司股票在科創板上市，公司的資本實力和品牌影響力得到了進一步增強。公司自建廠房竣工，完成驗收、產線搬遷，訂單交付能力顯著提升，未來產能也得到有效保障。」騰景 科技 表示。

2021年，騰景 科技 實現營業收入約3億元，較上年同期增長12.44%，其中，光纖激光領域營收佔比為55.45%；光通信領域營收比重為41.70%。

此外，分地區看，面對新冠肺炎疫情反復及國際貿易環境變化的不利影響，騰景 科技 的海外業務仍實現增長。

去年，騰景 科技 的海外收入為6662萬元，同比增長約9%。不過，該部分業務營收佔比有所下滑。余洪瑞表示，海外業務因為受到疫情的影響，產品現場認證受阻，拓展進度低於預期。

「未來公司將加強對北美和歐洲市場開拓，爭取把國外銷售比例恢復到疫情前水平。」余洪瑞表示。

從利潤率水平看，騰景 科技 去年海外收入的毛利率達到45%，遠高於國內業務約29%的毛利率水平。

就海外業務拓展，余洪瑞還介紹，騰景 科技 今年在美國設立子公司，建立銷售服務中心，向北美地區提供光學元器件產品銷售和服務。

今年一季度，騰景 科技 營業收入達7788萬元，同比增長近38%；凈利潤約1036萬元，同比增幅約36%。

從客戶的訂單情況來看，年初至今，光通信元器件市場需求仍然延續2021年下半年平穩復甦的勢頭；光纖激光元器件市場需求良好。

今年2月，國家全面啟動了「東數西算」工程，擬通過構建數據中心辯粗、雲計算、大數據一體化的新型算力網路體系，將東部算力需求有序引導到西部，優化數據中心建設布局，促進東西部協同聯動。

騰景 科技 介紹，光通信網路是信息基礎設施重要組成和關鍵承載底座，「東數西算」重大工程的啟動實施，將對光通信領域的高速光模塊和光器件產生積極作用，將有力促進上游光電子元器件產業加速發展。

突破車載光學

和AR領域

光電子元器件的發展很大程度上取決於下游應用領域的需求。上市前，騰景 科技 的產品主要應用於工業類場景。上市後，公司發展衍射光學類技術的同時，積極向下游消費類光學市場拓展。

爭取在車載光學和AR領域有所突破，已被列為騰景 科技 今年的經營重點。

隨著自動駕駛從L1、L2向L3、L4、L5進階，車載光學行業迎來重大的發展機遇。其中，激光雷達是備受市場期待的應用領域。

目前，自動駕駛系統感知主要有兩條路線，一是以特斯拉為代表的視覺路線，另外就是激光雷達路線。

「今年激光雷達市場火熱，整個行業相當於邁了一大步，普通乘用車的自動駕駛預計沒那麼快，在物流、港口、礦山等某些特殊應用上可能會快一點，但長遠看還是比較看好的一個方向。」余洪瑞表示。

騰景 科技 主要向部分激光雷達客戶提供透鏡、窗口片、濾光片、棱鏡、反射鏡等精密光學元件，應用於激光雷達光路傳輸的系統中。在公司看來，激光雷達是智能駕駛技術的核心感知器件，感知作為智能駕駛的先決條件，其探測精度、廣度與速度直接影響智能駕駛的行駛安全，精密光學元件在激光雷達光學系統中發揮著重要作用。基於此，隨著國家智能 汽車 創新發展戰略的推進，光電子元器件行業將迎來更廣闊的市場空間。

此外，精密光學是AR應用的關鍵支撐技術之一。騰景 科技 開發的精密光學元件，即可應用於AR等新興消費電子產品。

騰景 科技 認為，AR技術與行業應用的融合正在進入加速期，AR設備滲透率將持續提升。精密光學元器件、光學系統作為AR設備實現優質成像效果和良好用戶體驗的核心組件，已發展出較多類型，但每種類型均未成熟。隨著陣列光波導、衍射光波導等AR設備光學元器件相關技術的發展和進化等，AR顯示設備向更輕、更薄、更智能的方向發展。

據悉，騰景 科技 在激光雷達和AR應用領域的業務拓展正穩步推進中，量產時間將取決於客戶驗證情況及下游終端的需求情況。