据麦姆斯咨询介绍，超构光学（Meta-optics）是一种利用超构材料（Metamaterial）在亚波长空间尺度上实现光场多维度调控（包括振幅、相位、偏振等）的新兴技术。由于丰富的人工可调自由度和多参量操控的物理机制，超构光学被预言为有可能产生颠覆性应用的重要技术，可解决传统光学元件面临的瓶颈挑战。超构材料是一种以人工方式构建可操控电磁波或机械波的亚波长结构单元（称为超构原子）并形成特定序列的功能性材料，其往往具备自然界常规材料所不具备的光、声、电、磁、力、热等物理性质，例如负折射、超越衍射极限的聚焦、可控的非互易光传输等。超构表面（Metasurface）是一种能够在入射波束（例如电磁波束）的振幅、相位、偏振等方面产生自由空间波长范围内的突变，实现任意波前调控的二维超构材料。超构透镜（Metalens）是一种实现波束聚焦或发散的超构表面，与传统的折射透镜相比，超构透镜具有平面结构、轻薄、易集成的特性，在光学器件和系统的微型化、集成化、智能化方面具有重要的应用潜力。2016年，哈佛大学Federico Capasso教授团队报道的第一个高性能全介质超构透镜开启了该领域的广泛研究和商业化序幕。随后，Federico Capasso教授团队分拆成立Metalenz公司；人们对超构透镜的效率、色差、像差、多功能成像、器件和系统集成等方面开展了深入广泛的研究。
超构透镜设计与制造（DOI: 10.1126/science.aaf6644）
传统镜头 vs. 超构透镜（来源：Metalenz）
回顾近十年发展，超构透镜经历了从原理创新、概念验证、成果转化到商业应用的过程，器件性能持续优化，商用产品不断涌现，应用场景加速落地。据麦姆斯咨询报道，近年来，受到市场前景吸引，超构透镜领域的创业公司层出不穷，国外厂商主要有Metalenz、Imagia、Myrias Optics、2Pi Optics、Tunoptix等；国内厂商主要有迈塔兰斯、纳境科技、山河元景、亮亮视野、和光微、比邻星光（Alpha Cen）等。
2022年6月，Metalenz和意法半导体（ST）合作提供新一代FlightSense™飞行时间（ToF）测距传感器VL53L8，该传感器在发射和接收窗口中都采用了超构透镜，适用于智能手机、智能音箱、人机交互界面、消费类激光雷达（LiDAR）和增强现实（AR）/虚拟现实（VR）设备，标志着超构透镜进入商业化应用阶段；2022年，韩国LG和三星（Samsung）竞相开发超构透镜，争夺汽车及手机微型摄像头市场；2023年10月，日本佳能（Canon）在其2023年博览会上展示了超构透镜技术。随着像LG、三星、佳能这样的大公司陆续入局超构透镜领域，其商业化发展脚步无疑将进一步加速。
Metalenz设计+意法半导体制造的ToF传感器（左）；佳能展示的装配超构透镜的镜头单元（右）
超透镜正在多个领域展示出其强大的应用潜力，主要可落地在超分辨显微成像、全息光学、消色差透镜等方面。作为一项颠覆性的技术，超透镜不仅有可能改变我们与世界互动的方式，更有潜力引领整个光学产业进入一个全新的时代。
VR/AR行业可能“首当其冲”。天风国际分析师郭明錤曾表示，“供应链预计将在2024年量产Apple的Metalens，预计用于取代iPad的Face ID Tx的塑料镜头”。也就是说，苹果公司正在开发超透镜技术（Metalens），以取代设备中的塑料镜片，而该技术将最先适用于Face ID上，然后是相机镜头，最终是AR眼镜。尽管苹果当前推出的产品是以空间计算技术（OST）为主的Vision Pro，但苹果AR眼镜向来被认为可能是苹果公司未来最具潜力和影响力的产品之一，也是苹果公司进入下一个十年的重要布局。但制造一款符合市场需求的AR眼镜并非易事，因其需满足一系列复杂标准，包括但不限于轻量级、舒适度、外观设计、持久性、安全性及智能交互。其中，光学技术的瓶颈尤为明显。透镜作为AR眼镜的关键组件，负责将显示图像高效聚焦至用户视网膜，以实现清晰、真实的视觉体验。目前市面上大多数AR眼镜仍依赖体积庞大、重量较重的曲面透镜，这不仅对产品的便携性造成限制，还可能导致色差、视场畸变和视疲劳等问题。这也是为什么苹果会选择研发超透镜技术，因为该技术不仅可以解决XR产品的光学问题，还能解决各类电子数码产品，如手机，相机等产品的光学镜头凸出问题，优化光学。据了解，LG和三星正在研发超透镜，计划将其用于汽车自动驾驶的超薄摄像头。LG集团旗下负责摄像头开发的子公司LG Innotek， 表示正在开发一种厚度仅有普通玻璃或塑料透镜万分之一的超透镜。LG Innotek首席技术官（CTO）Kang Min-seok也在采访中表示：“我们希望利用超构透镜代替折射透镜来实现超薄摄像头。汽车是我们首个应用目标，后续还将用于各种移动产品和相机。”
