超透鏡又稱超構(gòu)透鏡、超表面結(jié)構(gòu)透鏡，是一種具有聚焦功能的平面透鏡，由超表面聚焦光的光學(xué)元件制成。
超透鏡是利用超表面來實(shí)現(xiàn)光線聚焦，超表面是其關(guān)鍵組成部分。超表面是一種具有亞波長(zhǎng)厚度的平面二維超材料。超表面特點(diǎn)在于通過改變其入射光的相位、振幅、偏振等，可達(dá)成特定的成像或其他光學(xué)效應(yīng)。超透鏡主要分為介電結(jié)構(gòu)、等離子體結(jié)構(gòu)兩種超表面結(jié)構(gòu)。
超透鏡是衍射透鏡的一種，相比于傳統(tǒng)透鏡，超透鏡具有更輕薄、成本更低、成像更好、更易集成、更高效、更易自由設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)。超透鏡為減輕光學(xué)系統(tǒng)負(fù)荷、實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)集成化和多功能化提供了潛在解決方案，近年來，受市場(chǎng)前景吸引，全球超透鏡市場(chǎng)布局企業(yè)不斷增加。
自2016年以來，全球超透鏡技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化研究在不斷深入，相關(guān)企業(yè)包括蘋果、佳能、三星、Metalenz、Tunoptix、NILT、Alpha Cen、臺(tái)積電、納境科技、山河光電、深圳邁塔蘭斯、與光科技等。Metalenz是超透鏡領(lǐng)域主要參與者，2021年其與意法半導(dǎo)體簽署合作協(xié)議共同開發(fā)光學(xué)超構(gòu)表面技術(shù)，目前Metalenz超透鏡產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
在制造工藝方面，近年來，隨著研究深入，越來越多的制造工藝應(yīng)用到超透鏡的生產(chǎn)中，包括電子束光刻技術(shù)、聚焦離子束光刻技術(shù)、納米壓印技術(shù)、干涉光刻技術(shù)、分子自組裝技術(shù)、飛秒激光直寫技術(shù)等。隨著制備技術(shù)日益精進(jìn)、新材料技術(shù)發(fā)展，超透鏡將向更高分辨率、更高產(chǎn)量、更大面積、更高性能的方向發(fā)展。
超透鏡在成本、性能、輕薄性等方面優(yōu)勢(shì)明顯，可取代市場(chǎng)上絕大多數(shù)光學(xué)透鏡系統(tǒng)，在偏振成像、全息光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像、超分辨顯微成像等場(chǎng)景應(yīng)用前景廣闊。但由于衍射效率低、現(xiàn)有制造工藝不成熟、商業(yè)化設(shè)計(jì)軟件不完善等因素限制，目前超透鏡應(yīng)用仍局限于紅外單色光波段相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。
超透鏡是一種新興光學(xué)技術(shù)，目前產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，行業(yè)發(fā)展在材料、工藝、設(shè)計(jì)、應(yīng)用等方面存在諸多挑戰(zhàn)。但作為全球前沿研究光學(xué)技術(shù)，超透鏡市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，隨著布局企業(yè)增加、制造工藝精進(jìn)，超透鏡商業(yè)化進(jìn)程將不斷加快，應(yīng)用也逐漸將向消費(fèi)電子、VR/AR、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)展。