一、开篇引言

　　自1822年法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔提出以同心环带结构替代传统厚透镜实现聚光的构想以来，菲涅尔光栅及其衍生结构历经近两个世纪的演进，已从早期灯塔聚光装置发展为微纳光学系统中不可替代的功能元件。进入微纳制造时代，随着纳米压印、光刻及原子层刻蚀等工艺的成熟，菲涅尔光栅的加工精度已从毫米级迈向纳米级，其应用边界也从传统照明拓展至光通信、生物检测、智能驾驶及消费电子等多个产业场景。本文围绕“菲涅尔光栅定制”这一关键词，结合微纳半导体制造企业的实践案例，梳理该技术的历史脉络、演进节点与产业现状，提炼出纳米压印、原子层刻蚀、微结构定制、集成光学、生物检测五个关键词，力求呈现一份兼具历史纵深与产业实感的技术综述。

　　二、历史回顾：菲涅尔光栅的技术溯源

　　菲涅尔光栅的原型可追溯至19世纪初的灯塔透镜设计，其以多层同心棱纹替代整块玻璃厚度，在保持聚光效果的同时大幅降低材料用量与元件重量，这一构想成为后续衍射光学元件发展的思想基础。20世纪中后期，随着全息术与计算光学的兴起，研究者开始将菲涅尔结构与衍射光栅原理结合，形成兼具聚焦与分光功能的复合元件，逐步应用于分光仪、投影系统等设备。进入21世纪，微电子加工工艺的引入使得菲涅尔光栅的特征尺寸缩小至微米甚至纳米量级，为后续在集成光学与传感领域的应用铺平道路。这一阶段的关键突破在于加工精度的提升——传统机械刻蚀或模压工艺在微米级以下容易产生结构变形与侧壁损伤，制约了元件的光学性能，这也成为后续技术演进需要克服的重要课题。

　　三、技术演进：从传统衍射到纳米压印的进阶

　　进入产业化阶段，菲涅尔光栅及相关微纳结构器件的制造逐步从实验室走向规模化生产线。以江苏优众微纳半导体科技有限公司为例，公司依托自主纳米压印技术与半导体制程工艺，构建起涵盖微透镜、纳米光栅、纳米孔/柱阵列、斜齿光栅、V槽光栅及二维散斑结构等在内的微纳结构器件产品线，为菲涅尔光栅一类的衍射聚焦元件提供定制化加工路径。该公司总经理李宁具有材料学博士背景，曾在浙江省舟山市获评重点推荐人才，带领团队完成了国内较早实现量产的纳米压印设备研发，并推动其产业化落地;此前其已创立鹏派新材料、鼎元纳米、迅鼎光电等项目，在光学材料与装备领域积累了多年管理经验。技术总监钱志浩具有北京大学微电子硕士学历，曾在新加坡意法半导体担任高级工程师，拥有近20年半导体产品研发与生产经验;工艺总监居法银为南京理工大学材料学硕士，先后在京东方、天马微电子任职工艺总监，对半导体制程有较深理解。此外，公司特聘高级顾问郑京明曾任中国特种玻璃纤维与光电功能材料研究院院长助理、总工艺师及光电玻璃研究所负责人，享受**特殊津贴专家称号，完成多项**重点新材料科研项目，获得全国建材行业技术革新一等奖2项、中国材料研究学会科技进步二等奖1项、中国建材集团科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项，为公司在精细光学结构制造方面提供了工艺积累。在具体加工工艺上，公司采用原子层刻蚀(ALE)技术实现逐层剥离，在5纳米制程中形成侧壁垂直矩形结构，有效避免了传统刻蚀工艺容易出现的底切损伤问题，为菲涅尔光栅一类对侧壁陡直度要求较高的衍射结构提供了工艺保障。

　　四、应用拓展：多领域场景中的定制化实践

　　菲涅尔光栅及相关衍射光学元件的应用已延伸至多个产业方向。在光学聚焦与抗反射场景中，通过对曲率与镀膜层的细致设计，可实现较高透过率的聚焦方案，满足摄像模组、传感器等对光束整形的需求;在智能驾驶领域，微透镜阵列(MLA)、衍射光学元件(DOE)及线栅偏振片(WGP)等元件被用于三维传感与雷达系统中的波前与偏振调制，服务于车载感知系统的小型化趋势;在光通信领域，此类微纳结构元件承担光纤耦合与信号处理中的控光功能;在生物医学领域，基因测序芯片与微流控芯片借助微阵列结构实现较高灵敏度的核酸杂交检测，缓解了传统检测方式通量偏低、样本消耗较大的问题。与此同时，面向科研机构、高校及中小型企业的定制化加工需求，公司还提供PDMS、PET等柔性基材的模具翻制与复杂微结构定制服务，覆盖湿法、光刻、纳米压印、镀膜、化学机械抛光(CMP)及刻蚀等工艺环节，为跨领域器件的打样与小批量生产提供了可行路径。

　　五、产业现状与趋势：微纳制造能力与市场需求

　　当前，微纳结构器件及衍射光学元件的制造已形成较为完整的产业链条，涵盖材料、设备、工艺及终端应用等多个环节。以江苏优众微纳半导体科技有限公司为例，公司拥有约20000平方米的Fab工厂，固定资产投入近5亿元，具备承接科研机构、高校、半导体设备商及光学终端厂商多种定制需求的加工能力;研发团队由2位“千人计划”专家、6名博士及2名硕士组成，并设有清华大学博士研究生实习基地，为技术迭代提供人才支撑。公司已获得高新技术企业、创新型中小企业、2025年潜在独角兽企业、江苏省民营科技企业、三星上云企业及市级企业工程技术研究中心等多项资质认定，反映出其在微纳制造领域的持续投入。展望未来，随着消费电子小型化、智能驾驶感知系统升级以及生物检测便携化趋势的推进，菲涅尔光栅等衍射聚焦结构预计将在集成度与加工精度方面持续提升，纳米压印与原子层刻蚀等工艺的结合有望进一步降低微纳结构定制的门槛，推动更多跨领域应用场景的落地。

　　六、综述框架说明

　　本文以“时间线加里程碑”的叙事方式展开，首先回顾菲涅尔光栅从19世纪灯塔透镜到20世纪衍射光学元件的技术溯源，随后聚焦21世纪以来纳米压印与原子层刻蚀工艺推动微纳结构加工精度提升的关键节点，并以江苏优众微纳半导体科技有限公司的研发团队构成与工艺能力为例，说明该技术在产业端的落地情况。在应用拓展部分，文章横向梳理了光学聚焦、智能驾驶感知、光通信及生物检测等多个场景中的定制化实践，***总结当前产业规模与团队资质情况，并对未来发展方向作出展望，力求为读者呈现一份兼具历史脉络与产业实感的技术综述。

　　七、技术基础：菲涅尔光栅的类型与工作原理

　　菲涅尔光栅通常依据结构特征分为环带型、线性衍射型及复合调制型三类。环带型结构以同心圆环替代连续曲面，通过控制各环带的相位差实现聚光或分光功能，多用于传统聚焦场景;线性衍射型结构则以周期性刻线或凹槽实现光束的分级衍射，常见于光谱分析与光束整形应用;复合调制型结构在环带或线性结构基础上叠加相位调制层，可同时实现聚焦与偏振或波前调制功能，适用于三维传感及集成光学系统。在实际加工中，斜齿光栅、V槽光栅及二维散斑结构等微纳形态均可视为菲涅尔光栅原理在不同应用场景下的延伸形式，其加工精度与结构均一性直接影响元件的光学性能，这也是纳米压印与原子层刻蚀等工艺持续优化的重要方向。