近日，以王婉莹为团队负责人的中国计量大学科研团队，在复杂环境视觉感知技术领域取得关键性突破，成功研发出单镜双光微型成像系统。这款仅 7 毫米厚度的超透镜模组，以单一镜头实现可见光与红外双波段图像同步获取，彻底颠覆了传统光学成像 “双摄双镜” 的固有架构，为微型化智能感知装备发展开辟全新路径。

单镜双光超透镜结构与实物表征图

在安防、智能终端、工业检测等场景中，传统双波段成像系统需搭载两套独立透镜组，体积臃肿（传统透镜组尺寸达 50 毫米）、装配繁琐，且可见光与红外镜头存在焦距偏差，导致图像融合出现重影、错位问题。同时，双镜结构大幅增加设备功耗与成本，难以适配无人机、智能穿戴、微型传感器等对体积、功耗严苛的装备场景。中国计量大学团队聚焦 “单光路多波段调控” 核心难题，从超透镜材料设计、光场调控算法、系统集成三个维度展开攻关，最终实现技术突破。

7mm 超薄超透镜实物图

该系统的核心突破在于二氧化钛纳米柱超表面阵列的创新应用。团队通过精准调控纳米柱的尺寸、形状与排列方式，构建出亚波长尺度的相位调制阵列，仅用 7 毫米的超透镜厚度，就能完成对可见光（400-760 纳米）至中红外（3-5 微米）波段光场的精准分离与调控。不同于传统透镜的折射原理，超透镜利用表面波相位调制实现光场调控，无需复杂的透镜组堆叠，即可在单一光路中同步捕获两种波段信号。搭配团队自主研发的双波段图像自适应融合算法，系统可实时校正光路偏差与环境干扰，将图像配准误差控制在 0.1 像素内，同时实现可见光细节清晰呈现、红外特征精准识别，解决了长期困扰行业的双波段图像融合难题。性能测试显示，系统可见光波段分辨率达 1.2 微米，红外波段信噪比提升至 45 分贝，在 - 40℃至 85℃的极端温度环境中，仍能保持稳定成像，远超传统双摄系统的环境适应性指标。（王刚）