首尔国立大学开发超薄折叠镜头系统引领超表面技术引领相机革命

    首尔国立大学的研究人员取得了一项突破性进展，他们开发了一种使用超表面的折叠镜头系统，这种系统能够大幅减小相机的体积，为虚拟现实（VR）、增强现实（AR）设备、智能手机、内窥镜和无人机等设备的应用铺平了道路。

    传统相机设计的局限

    传统相机设计依赖于多个玻璃镜头的堆叠，以折射光线并捕捉图像。虽然这种方法能够提供高质量的图像，但镜头的厚度和镜头间的距离增加了相机的整体体积，限制了其在需要超紧凑相机的设备中的应用。

    超薄相机系统的创新

    为了突破这一限制，首尔国立大学的研究人员开发了一种新型的超薄相机系统。该系统通过在玻璃基板上排列超表面，使光线在基板内反射多次，以折叠的方式移动，从而实现了仅0.7毫米厚的镜头系统。这种设计不仅减少了相机的厚度，而且保持了卓越的图像质量。

    超表面技术的优势

    超表面被誉为下一代纳米光学器件，能够逐像素精确控制光的三个属性：强度、相位和偏振。这是因为构成超表面的纳米结构以几百纳米的周期排列，这比光的波长短。通过设计针对特定波长（852纳米）优化的超表面，并在玻璃基板上水平排列多个薄片，光可以在基板内部反射多次，从而以折叠方式高效地确保光路。

    微型相机的结构与性能

    该团队提出的微型相机结构使用薄的折叠镜头模块系统来调整光路，从而捕捉图像。该系统在0.7毫米厚的极小系统占用空间内提供了10度视场，并在f/4光圈和852纳米波长下提供接近衍射极限的高分辨率图像。这一创新不仅克服了传统镜头模块厚的物理限制，而且还提供了卓越的图像质量。

    应用前景与研究意义

    得益于这些强大的竞争优势，研究人员开发的微型相机技术有望广泛应用于VR和AR设备、智能手机、医用内窥镜和微型无人机等各种先进光学设备行业。这项研究的意义在于，它通过引入纳米光学器件，创新性地减小了相机的厚度，提供了创造性的突破。论文第一作者YoungjinKim表示，他们将继续研究，引领具有超表面的轻薄相机的创新，这些相机结合了出色的性能和工业优势，这要归功于它们在纳米级的光调节自由度和通过半导体工艺制造。

    这项研究发表在《ScienceAdvances》上，标志着光学领域的一个新时代，预示着未来相机技术的发展方向，将为我们的生活带来更多便利和创新。