傳統(tǒng)折射率光學(xué)元件通常體積和重量大，但從消費(fèi)電子到基于無(wú)人機(jī)或衛(wèi)星的遙感等領(lǐng)域的各種應(yīng)用，對(duì)緊湊、輕量化光學(xué)元件的需求正在迅速增長(zhǎng)。近年來(lái)，超表面已經(jīng)成為一種新的波前控制平臺(tái)。超表面是由一排亞波長(zhǎng)間隔的介質(zhì)或金屬天線組成，其厚度小于或等于光的波長(zhǎng)，可以精確地調(diào)整光的相位、振幅和偏振，具有多功能成像能力。目前，超構(gòu)透鏡技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要障礙之一是孔徑大小。增加鏡頭孔徑的大小可以帶來(lái)更高的成像分辨率，這對(duì)顯微鏡和遠(yuǎn)程成像應(yīng)用都是至關(guān)重要的。光學(xué)超構(gòu)透鏡具有納米尺寸和非周期特性，通常是通過(guò)諸如電子束光刻(EBL)等工藝制造的，這種工藝既昂貴又耗時(shí)。對(duì)于某些應(yīng)用，如空間望遠(yuǎn)鏡，它需要一個(gè)米量級(jí)的鏡頭孔徑，制造這樣規(guī)模的單個(gè)透鏡可能是極具挑戰(zhàn)性的。解決有限鏡頭孔徑問(wèn)題的一種方法是合成多個(gè)孔徑。合成孔徑可以混合來(lái)自一組子孔徑的信號(hào)，從而生成分辨率相當(dāng)于所有子孔徑圓大小的孔徑的圖像。這是一種廣泛應(yīng)用于射頻領(lǐng)域的技術(shù)。

  近日，航天工程大學(xué)YUANMU YANG等人提出采用合成孔徑方法來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在計(jì)算重建的輔助下，合成孔徑超構(gòu)透鏡由多個(gè)孔徑相對(duì)較小的超構(gòu)透鏡組成，其成像分辨率可與同等孔徑的傳統(tǒng)透鏡相媲美。研究人員通過(guò)戶(hù)外成像實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一概念，該實(shí)驗(yàn)使用合成孔徑超構(gòu)透鏡集成的近紅外相機(jī)，利用自然陽(yáng)光進(jìn)行目標(biāo)照明。作者表示，盡管該工作提出了一個(gè)偏振無(wú)關(guān)的合成孔徑超構(gòu)透鏡只能在有限的波長(zhǎng)范圍工作，但可以將該技術(shù)應(yīng)用在其他領(lǐng)域，構(gòu)建具有偏振相關(guān)的，消色差的，甚至可以感知場(chǎng)景深度的新型多功能合成孔徑超構(gòu)透鏡。相關(guān)研究工作發(fā)表在《Photonics Research》上。