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人类视觉系统具备实时调焦成像能力，启发了仿生曲面成像技术的发展。然而，传统曲面图像传感器通常曲率固定，难以在调焦过程中匹配光学系统的Petzval曲面，限制了成像质量。
北京航空航天大学潘曹峰、吴文强，中国科学院北京纳米能源与系统研究所高文超，香港理工大学Xun Han及香港科技大学范智勇等团队联合研发出一种基于可调曲率钙钛矿曲面图像传感器的实时调焦成像系统。该传感器采用聚对二甲苯C薄膜封装，结合超薄分级网格结构设计，可在不同曲率球面稳定贴合，并保持优异的机械耐久性。器件检测限低至10 nW/cm²，响应时间仅5 ms，具备长期稳定的光响应性能。
通过将该传感器与可调透镜同步集成，研究人员实现了透镜焦距与传感器曲率的协同调节，完成多距离清晰成像。进一步集成读出电路与无线数据采集模块后，构建出具备实时动态调焦能力的完整成像系统，展现出在仿生视觉领域的应用潜力。
研究亮点
超薄分级网格结构设计
器件总厚度仅为5.4 μm，采用蛇形分级网格（SHM）布局，有效分散应变，实现不同曲率球面的贴合，同时保障变形过程中的机械稳定性。
高性能钙钛矿光电器件
基于2D Ruddlesden-Popper钙钛矿（PEA₂MA₃Pb₄I₁₃）材料，器件探测限达10 nW/cm²，最高探测率高达2.3×10¹³ Jones，响应时间为5 ms，并可在连续工作6小时内保持性能稳定。
仿生视觉实时调焦系统
将可调透镜与曲面图像传感器集成，通过同步调控透镜焦距与传感器曲率，实现不同物距下的清晰成像。结合无线数据传输模块，成功演示实时动态调焦功能。
图文信息
文章信息
C. Zhou, W. Wang, H. Wu, J. Zhang, Y. Zhou, Y. Wang, G. Wu, W. Fu, A. K. Y. Jen and H. Chen, Energy Environ. Sci., 2025, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D5EE04570C