透过芝麻大小的“超级镜头”,能看到什么?透镜光学显微镜方盒子

上生物课时,我们会接触到显微镜:一个方形底座加上白色机身和长长的镜头,整体约如一台打印机大小,每次移动总是小心翼翼。

但你们知道吗,在新区科技企业南智芯视科技有限公司里,他们利用微纳光学技术做出的镜头只有芝麻粒大小,由此组装出的显微镜尺寸就像一个小型充电宝,可以随身携带,大大方便了科研实验的开展。

这究竟是怎样神奇的技术?我们邀请了公司创始人成钊宇帮我们“揭秘”。

1.6毫米的“小圆点”

镜头在生活中很常见,小到手机摄像头,大到一次胃镜检查,都离不开精良的镜头技术。但目前,医疗领域很多精密仪器设备的镜头都来自国外企业。

成钊宇与团队的研发方向就是微纳光学超构镜头技术,借助新区的光电公共技术平台力量,他们立志开发出优势更大的国产镜头,赋能国产医疗器械自主创新。

那到底什么是“微纳光学超构镜头技术”呢?

“这听上去好像很深奥,但其实简单理解,就是在一片镜片上构造一个又一个纳米级的‘小挡板’,以此来控制光的路线,这就是超构镜头。”成钊宇说,“因为是纳米级别的技术,所以超构镜头尺寸非常小,但功能却都能达到。”

在南智芯视的产品展示区,就摆放着公司自研的一款微纳光学超构透镜——只见一块透明的玻片中间,有一个大小约1.6毫米的“小圆点”,看上去仅有一粒芝麻大小。

“除了体积更小方便携带,相比传统镜片,超构透镜在规模量产上同样有优势。”成钊宇介绍,超构透镜的生产工艺跟芯片生产相似,是在一张圆圆的衬底上,“刻”出一个个几毫米的超构透镜,再经过切割、打磨、封测等环节,最终成为一个产品。

“这种半导体生产制造工艺,可以让超构透镜的规模化量产成本降低,未来进入市场后会是一大利好。”成钊宇说。

超构透镜制造示例,中间白色圆点为超构透镜

神奇的“迷你”显微镜

这样神奇又实用的技术,可以运用在哪些方面呢?

“目前,南智芯视瞄准的是生命健康行业,例如科研使用的显微镜、临床使用的内窥镜,还有血液检测设备等产品上的镜头,都是我们聚焦的领域。”成钊宇说。

左边是超构透镜,右边是用其生产出的芯片式大视场超构显微镜

谈话间,成钊宇拿出了一个只有充电宝大小的方盒子,向我们介绍,“这是芯片式大视场超构显微镜,就是微纳光学超构透镜技术的应用之一。”

只见成钊宇用数据线将“方盒子”与笔记本电脑相连,再将一个组织样本插进“方盒子”中,电脑显示屏上便立即出现了样本在微观下的画面。再轻轻转动“方盒子”上方的焦距旋钮,画面便逐渐清晰。

“别看这个显微镜还没手掌大,但是不仅能和传统商用显微镜一样看得清晰,视野范围还能更广。如果是同等分辨率下,这款显微镜看到的范围可以达到传统商用显微镜的7至10倍。”成钊宇说。

数字变化也许大家感知并不明显,但这背后,意味着未来使用这款镜头制造的医疗器械,可以体积更小、更便携,更多检测也许在家就能进行。

既有成熟的技术,也有场景应用的展示,南智芯视在接连拿下几个行业重磅奖项之后,新的合作订单已经开始。

“接下来,我们将与一家致力于神经外科与肝胆外科领域的医疗器械公司合作,将我们的显微成像技术应用在对方的‘一次性内窥’显微产品中。”成钊宇说。

让我们共同期待,不久的将来,实验室、手术室里涉及镜头的仪器设备,不再因为传统光学系统中烦琐的透镜组而不得不增大体积,更多医疗器械都可以“装进口袋”。

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