研究者打造出盐粒大小的“元光学”相机,能拍出媲美传统相机的全彩影像,为医学、消费电子等领域带来革命性突破。

在相机领域,尺寸并非越大越好。有时候,更小的相机可能比新款手机摄像头带来更大的社会影响。普林斯顿大学和华盛顿大学的研究团队开发了一种“元光学”相机,仅有盐粒大小,却能拍出质量媲美传统相机的全彩影像。它的体积比传统相机小了50万倍。

该相机通过纳米结构“元表面”实现,这种超薄平面布满了数百万个微型圆柱体“纳米天线”,能够控制光线。相比传统透镜,元表面能以更小的尺寸实现相似效果。盐粒相机的透镜仅0.5毫米,传感器1毫米。

盐粒大小的相机,是改变影像技术未来的关键

研究团队结合人工智能优化设计了纳米天线,并开发了基于物理的神经网络处理图像。这种创新将元表面视为可优化的计算层,使硬件与软件协同工作,生成高质量影像。

这种技术的潜在应用十分广泛:
* 医疗:非侵入式成像诊断和微创手术。
* 消费电子:将手机或智能眼镜表面变成高质量摄像头。
* 无人机:更小更轻的相机降低能耗。
* 太空探索:打造更轻便的高性能望远镜。

元表面采用与芯片制造类似的工艺,大规模生产成本可控。这种技术的可制造性,令它在多种产业的应用成为可能。

这种创新相机不仅重新定义了成像设备的大小,更开启了影像技术的新篇章。

本文译自 ACM,由 BALI 编辑发布。

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