微信客服：1292496908
24小时客服电话：18127011016
全国可办理pos机，顺丰送上门

撰文 | 王昱

审校 | 二七

还真不行。电子部件的小型化让我们逐渐步入了信息时代，我们可以在比指甲盖还小的芯片上建立起堪比整个城市的复杂结构，让其中无数条电流都在纳秒的时间尺度上完全按照工程师制定的规则移动。但是，我们今天使用的镜头，除了在进光量、相差、色差等成像质量方面有所进步，在原理上，和1839年路易·达盖尔第一次拍到人时所使用的镜头商家POS机并无本质上的区别。对于成像光学系统而言，技术一直没有本质上的进步，仿佛基础科技被智子锁死了一般。

超镜头

我们需要的并不是镜头本身，而是镜头最终在传感器上呈现的图像。如果有什么轻薄简单的结构可以替代传统镜头，那自然是再好不过。而超镜头（metalens）就是这样的光学仪器。

看到meta，最多让人想到的是元宇宙。但其实，材料学领域很早之前就已经用上这个名词了。超镜头的metalens也是衍生于超材料（metamaterial）和超表面（metasurface）这两个概念。Metamaterial一词源自希腊语meta，意为超越。超材料超越了普通材料的范畴，具备普通物质不具备的特性。商家POS机与其说超材料是一种物质，不如说它是一种由金属、硅和塑料等常规物质构成的特殊的人造结构。如果把这种结构整体看成一种物质，它就可能具有特殊的性质，比如可能具有负的折射率。

超材料微观结构的尺度决定了它能与什么波长的光相互作用。如果将微观结构做到几十几百纳米的尺度，那它就是可见光的超材料。同时，为了提高光的透射率，可以将所有微观结构都做到一个二维表面上，超材料就变成了超表面，其中的每一个微观结构看起来都像一个微小的支柱，作用相当于波导管。超表面可以改变光传播的方向，把它当作镜头来用，就是超镜头。

一般而言，光学系统为了成像，需要的是汇聚光的能力。光是一种电磁波，波具有相位属性，同一个相位的电磁波组成的平面被称为波阵面。超镜头上的微观结构，商家POS机可以按形状、排列方式调整入射电磁波的相位，从而控制波阵面的形状。只要超镜头的微观结构将波阵面的形状调整到汇聚的形状，那它的效果就相当于一片凸透镜，就可以成像。

所以，如果超镜头的技术成熟，我们只需要将感受光线的传感器、提供厚度的玻璃和弯折光线的超镜头叠在一起，就能得到一个近乎完美的镜头。它能成像，无色差，还没有复杂的镜组结构，厚度也要薄了不少——并且，成本还更低。

Meta的诅咒

不过，meta这个词仿佛有魔咒一般，一切和它沾边的东西看上去前景都那么美好，但距离在实际生活中落地，似乎都有不近的距离。超镜头技术一直给人一种噱头大于实际的感觉，很少有人能真的给出超镜头技术的实际商用时间。不过，这种现象正在快速转变。

上周，南京大学李涛团队使用超透镜技术，制造了一种超薄、且成像质量优秀的集成单层商家POS机超镜头阵列广角相机（single-layer metalens array integrated wide-angle camera，MIWC）。相关成果发表在Optica杂志上。MIWC相机尺寸为1×1×0.3厘米，视角为120°。与以往单个超镜头相机相比，MIWC相机中的超镜头阵列可以弥补不同超镜头边缘画质下降的问题，实现了更高的成像质量。同时，因为该相机仅有CMOS光传感器和超镜头阵列两个部件组成，有望在大规模生产中降低成本。未来，研究团队计划将阵列中单个超镜头的直径从0.3毫米提升到1到5毫米，从而进一步提升成像质量。

参考链接：

https://opg.optica.org/optica/home.cfm

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/79/7/076401/meta

内容来自网络，如有侵权请联系邮箱boss@zypos.cn 删除，谢谢