几百万年前的古生物，让“超镜头”实现极限景深

交汇点讯 摄影发烧友都知道景深这个词，指的是照片中清晰的范围。如何用上百张照片合成一张全景深的风景图，网络上有不少的教程。记者了解到，这样从近到远都很清晰的照片，未来有可能通过“超构透镜”（metalens）技术一张搞定。
南京大学现代工程与应用科学学院徐挺教授、陆延青教授团队联合电子科学与工程学院闫锋教授团队研发出的一款具有极限成像景深的“超构透镜光场相机”，实现了从厘米量级到公里量级范围内的高分辨成像，还可以消除由超构表面器件引起的色差，相关成果近日发表在了《自然·通讯》上。

说到该镜头的神奇性能，还得从超构透镜带来的颠覆性革命说起。实际上，我们今天所使用的传统镜头还是19世纪的“旧技术”。为什么手机背面的镜头总是凸出来？这与传统镜头繁琐的“透镜组”有关。徐挺告诉记者，传统镜头在成像时，整颗镜头相当于是一个复杂的透镜组，“手机一颗小小的摄像头，是由5-7片透镜组合而成，每一片精密研磨的镜片都有各自的职责。”
而超构透镜之所以备受期待，最直接的在于其轻薄性。“不同于厚厚的曲面的传统镜头，它是一种光学纳米材料平面透镜。”徐挺科普道，在曲面的传统透镜中，不同波长的光会相继通过镜头，从而产生色差，而超构透镜利用纳米结构聚光，可以避免色差的出现。此外，这种超结构的表面，还能通过光与纳米尺度排列的亚波长结构局部相互作用，对光的振幅、偏振态等进行调控，徐挺举例说，利用这种微纳结构可以对可见光的光谱进行精准调控。课题组曾经联合美国国家标准与技术研究院的研究人员，用承载了微纳结构的玻璃片，合作完成一项利用自然光结构色来绘画的实验，在微观尺度上超高精度地复现了17世纪荷兰画家约翰内斯·维米尔的传世画作《戴珍珠耳环的少女》。