壓電材料因其能夠?qū)崿F(xiàn)機械能與電能相互轉(zhuǎn)換，在精密驅(qū)動等應(yīng)用場景中發(fā)揮著重要作用。隨著機器人視覺、精密光學(xué)儀器、微納制造裝備等系統(tǒng)正在朝著高度集成化和智能化方向發(fā)展，如何在緊密空間實現(xiàn)多軸精密運動調(diào)控已成為了當前亟待解決的關(guān)鍵問題。
針對上述問題，西安交通大學(xué)電信學(xué)部電子學(xué)院高翔宇、李飛等人提出壓電超表面的設(shè)計思想，通過對壓電基元幾何形狀、序構(gòu)方式、力學(xué)邊界結(jié)構(gòu)的多重構(gòu)筑（圖1），突破了現(xiàn)有壓電材料多自由度結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)變難以進一步提高的瓶頸，同時實現(xiàn)了六自由度的直線運動、旋轉(zhuǎn)運動及多軸耦合運動，為多功能型壓電驅(qū)動方式提供了新思路。基于上述壓電超表面設(shè)計，團隊利用高性能透明壓電單晶研制了對焦、防抖一體化的微型自適應(yīng)變焦透鏡，為多功能一體化智能光學(xué)系統(tǒng)提供了設(shè)計方案。
圖1 壓電超表面及其在自適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用
此研究工作近日以題為《應(yīng)用于自適應(yīng)光學(xué)的透明壓電超表面設(shè)計》（designing transparent piezoelectric metasurfaces for adaptive optics）發(fā)表于《自然-通訊》（nature communications）。論文第一作者為西安交大電信學(xué)部2023屆博士畢業(yè)生喬遼，通訊作者為西安交通大學(xué)高翔宇副教授、徐卓教授和李飛教授，參與本項工作的還包括深圳大學(xué)董蜀湘教授等。
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