压电材料因其能够实现机械能与电能相互转换，在精密驱动等应用场景中发挥着重要作用。随着机器人视觉、精密光学仪器、微纳制造装备等系统正在朝着高度集成化和智能化方向发展，如何在紧密空间实现多轴精密运动调控已成为了当前亟待解决的关键问题。

针对上述问题，西安交通大学电信学部电子陶瓷与器件教育部重点实验室高翔宇、李飞等人提出压电超表面的设计思想，通过对压电基元几何形状、序构方式、力学边界结构的多重构筑（图1），突破了现有压电材料多自由度结构复杂、应变难以进一步提高的瓶颈，同时实现了六自由度的直线运动、旋转运动及多轴耦合运动，为多功能型压电驱动方式提供了新思路。基于上述压电超表面设计，团队利用高性能透明压电单晶研制了对焦、防抖一体化的微型自适应变焦透镜，为多功能一体化智能光学系统提供了设计方案。

图1 压电超表面及其在自适应光学应用

此研究工作近日以题为《应用于自适应光学的透明压电超表面设计》（Designing transparent piezoelectric metasurfaces for adaptive optics）发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。论文第一作者为西安交大电信学部2023届博士毕业生乔辽，通讯作者为西安交通大学高翔宇副教授、徐卓教授和李飞教授，参与本项工作的还包括深圳大学董蜀湘教授等。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45088-3