正在阅读:镜头迎来的新革命!扁平镜片黑科技浅析镜头迎来的新革命!扁平镜片黑科技浅析

2016-08-03 00:15 出处:PConline原创 作者:树熊 责任编辑:lianjiajie

  【PConline 技巧】在我们一贯的认识当中,玻璃透镜都是弯曲的球面,通过镜片的折射让不同的光线汇聚在焦平面上,而在透镜的折射过程中,光线也会被折射出不同的波长,形成色散,镜头厂商会用不同的技术,如增添更多的镜片,研发更好的镀膜,来减少色散,使镜头变得庞大。而最近著名科技杂志《Science》的封面上刊登了“超级镜头”,使用的“扁平镜片”能够去掉折射的色散,同时体积非常小巧,下面我们就来看看这到底是什么?

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  扁平镜片,这是出自哈佛大学Federico Capasso教授团队研究的“超级镜头”中,研发方案最早要追溯到19世纪,他们使用高纵横比的二氧化钛纳米阵列构成“超表面“,以控制其中光波相互作用的方式,得到了数值孔径高达0.8的透镜,可在可见光谱范围内高效率工作,实现亚波长分辨率成像。简单点说,就是一个比一张纸还要薄的透镜,可将图像放大170倍,而且图像质量和现在世界上最先进的光学成像系统相当。

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图片说明ALT

  这种扁平镜片的表面,之所以那么神奇,是因为在扁平镜片的玻璃上,有一个有“纳米天线”(nano-antennas) 组成的矩阵,控制光线的折射角度,让光线按照一定的规律折射,从而消除了色差。

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镜片表面的“纳米天线”

  这一种扁平透镜具有高数值孔径(NA = 0.8),能够将光线聚焦到一个直径小于光波长的点上,它可在可见光谱范围内工作,透镜聚焦光线的能力越强,得到图像的分辨率就可能会越高。这意味着这项革命性的技术将来可能取代现有的各种设备中的镜头,从显微镜到照相机和手机。

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在杂志《Science》上对扁平镜片的简介

  这种强大的“超级镜头”在制造成本上,并不会价格很高,他们所使用的"二氧化钛"是一种广泛使用的工业材料,制备容易,价格低廉。与普通镜片相比,普通镜片需要精密研磨,任何曲率偏差,甚至是在组装过程中任何失误,都会降低镜头的性能,画质。

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普通镜片的光波折射差异

  在生产工艺上,按照研发Capasso团队的介绍,他们制造扁平镜片所用的技术是电子束光刻和原子层沉积,在电子产品制造业中,是现在计算机芯片制造中所常见的技术。在不久的将来,那些生产CPU和内存芯片的工厂,将可以低成本大规模生产这种“超级镜头”。

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扁平镜片与普通镜片在不同光波上的差异

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  在未来的生活中,像传统相机镜头那种“黑粗长”的镜头并不方便携带,这种超小、超轻、超薄、柔性的超级镜头,既可以解决问题。而更多的会应用在便携式智能硬件上,比如智能手机、可穿戴设备、虚拟现实设备、科研设备等等,手机摄影画质要超越专业单反相机,这并不是不可能的事情,而最实际的就是给我们获得更好的画质和更高的便携性,让我们的生活变得更加美好。

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