微透镜阵列(Microlens Array)
微透镜阵列是在玻璃 / 硅基板上集成多个亚毫米级微型透镜形成的阵列化光学元器件,是 OCS 全光交换 / CPO 光引擎耦合 / 激光器准直 / VCSEL 模组 / AR/VR 显示 等场景的核心微纳光学元件。其制造依托五大微纳光学工艺平台(光刻-反应离子刻蚀 / 纳米压印 / 晶圆级透镜 / 晶圆级堆叠 / WLO/WLS/WLI),是 A 股炬光科技 的核心卡位之一。
技术原理
- 核心功能:将单个或多个光束精准准直 / 聚焦 / 整形 / 耦合
- 阵列特征:单元透镜直径 100 μm-数 mm,阵列规模 8×8 / 16×16 / 32×32 / 更高
- 关键参数:焦距一致性 / 数值孔径(NA)/ 表面粗糙度 / 偏振损耗
五大微纳光学工艺(炬光科技 公司深档原话)
| 工艺 | 特点 |
|---|---|
| 光刻-反应离子刻蚀 | 高精度 / 玻璃硅通用 |
| 纳米压印 | 大批量 / 低成本 |
| 晶圆级透镜(WLO) | 晶圆级一次成型 |
| 晶圆级堆叠(WLS) | 多层光学集成 |
| WLO/WLS/WLI | Heptagon 平台综合工艺 |
来源:炬光科技 公司深档原话:"五大微纳光学工艺:光刻-反应离子刻蚀 / 纳米压印 / 晶圆级透镜 / 晶圆级堆叠 / WLO/WLS/WLI",覆盖全球主流加工路线。
主要类型 / 子型号
| 类型 | 阵列形态 | 应用 |
|---|---|---|
| 1D 微透镜阵列 | 线阵列 | 激光巴条准直(半导体激光器) |
| 2D 微透镜阵列 | 二维矩阵 | OCS NxN 自由空间光交换核心 |
| 晶圆级透镜(WLO) | 晶圆级集成 | 智能手机 / AR / 消费电子 |
| 一体化非球面耦合透镜 | 集成耦合 | CPO 边缘耦合(替代分立元件) |
| 一体化微棱镜-透镜阵列 | 集成转折 | CPO 边缘耦合集成 |
| 匀光 / 光斑整形阵列 | 复合阵列 | 投影 / 退火 / 激光雷达 |
主要应用场景
| 场景 | 用途 / 价值 |
|---|---|
| OCS 全光交换 | 2D 微透镜阵列 + MEMS 振镜组合形成自由空间光交换核心结构件 |
| CPO 光引擎 | 一体化非球面耦合透镜实现高密度耦合,替代分立元件 |
| VCSEL 模组准直 | VCSEL 芯片光斑整形 |
| 半导体激光巴条 | 1D 微透镜阵列快慢轴准直 |
| 激光雷达发射模组 | 光束整形 |
| 晶圆退火 / Mini/Micro LED | 光斑均匀化(炬光科技 泛半导体制程板块) |
| AR/VR/AI 眼镜 | WLO/WLS 微型成像镜头模组 |
| 投影照明(汽车) | 欧洲 Tier1 投影照明定点(>330 万套) |
主要厂商(A 股)
| 厂商 | 卡位 |
|---|---|
| 炬光科技(688167) | A 股微纳光学元器件平台龙头——公司深档原话:"V 型槽阵列 FAU + 一体化非球面耦合透镜 + 微棱镜-透镜阵列 + 2D 微透镜阵列"四大件直接对应 OCS / CPO 关键无源微光学;24 年激光光学元器件占比 46.53%(2.87 亿,主导业务);25Q3 光通信收入 +109%,占比升至 ~7%(24 全年仅 5%) |
| 腾景科技(688195) | 2D 准直器阵列(OCS 光路重定向关键器件)——26-01 二维准直器阵列订单 1280 万美元 |
与相关产品的关系
- FAU 光纤阵列:炬光科技 V 型槽阵列 FAU 与微透镜阵列同属公司四大件
- 光引擎:CPO 光引擎中的一体化耦合透镜是核心组件
- NPO 产品:NPO 光引擎需高密度耦合微透镜
- 3.2T 光模块:未来 NPO/CPO 演进时代微透镜价值量提升
- 半导体激光元器件(DFB / VCSEL / 巴条):微透镜阵列是配套必需
上游关键供应
- 玻璃 / 硅基板:"玻璃 + 硅"双材质路线(炬光科技 深档原话)适配可插拔 / OCS / CPO 全演进路径
- 光刻 / 刻蚀 / 压印设备:海外为主 + 部分国产
- 镀膜原材料:国内多源
- 制造服务(Heptagon WLO/WLS/WLI 平台):炬光科技 通过并购 Heptagon + SMO 获得
OCS / CPO 时代的卡位升级
- 传统可插拔时代:微透镜阵列价值量小,单机用量低
- OCS 时代:2D 微透镜阵列 + MEMS 振镜是 OCS 系统 BOM 核心结构件,单交换机数百-数千件
- CPO 时代:一体化非球面耦合透镜替代分立元件,集成度提升带来价值量重估
- CPO 真正起量预计 2027-2028 年(炬光科技 公司深档原话:"CPO 预计 2027-2028 年进入真正起量期;OCS 已在销售、增速较快但体量尚小")
跟踪指标
- 炬光科技 光通信季度营收 + 占比(基数 25Q3 累计 3979 万 / +109%;长期目标 30%+)
- OCS / CPO 微光学量产订单(V 槽阵列 / 微棱镜-透镜 / 2D 阵列大客户定点)
- 炬光科技 整体毛利率(25 前三季度 37%,向 40%+ 攀升节奏)
- 谷歌 / NV 等 OCS / CPO 部署节奏
来源
公开技术资料:IEEE / OFC / OSA 微纳光学论文;ISO 10110 光学元件标准;炬光科技 25 年业绩快报与公司深档披露的"五大微纳光学工艺 + V 型槽 FAU + 一体化耦合透镜 + 微棱镜-透镜 + 2D 微透镜阵列"四大件矩阵;腾景科技 26-01-21 二维准直器阵列订单公告。