编者按：本文来自微信公众号"徐德文"（ID：xudewen028），e科网经授权发布。

传统相机、摄像机都是通过光学镜头将物体发出的光线聚焦到胶片或传感器上而形成图像，这就注定手机无法做得很薄，相机不能降低厚度，哈勃望远镜都发射到太空了，才发现巨大的镜片加工出了问题，不得不重新磨制了一个，还得靠宇航员长时间危险的太空行走进行修复。

这一切在不久的将来可能都会改变，加州理工学院的科学家们正在研发一种革命性的无镜头相机，用超薄的光学相控阵列（OPA）芯片来代替镜头和传感器，通过在芯片上操纵入射光线来捕获图像，相当于跳过镜头在传感器上直接成像。其原理有点类似相控阵雷达，通过控制多个单元的相位改变电磁波的方向，不需要旋转雷达就可很快扫描天空。只是OPA刚好相反，它的每一个光学接收器都可严格控制相位偏移（或者说时间延迟），单独接收入射光线，从而产生可用计算机控制的聚焦“凝视”，能够非常快速地形成图像，而不需要移动相机本身。

目前研究人员已经创建了一个单层的薄的集成硅光子学芯片来模拟数码相机的镜头和传感器，只需要简单地调整光学阵列，就可瞬间从鱼眼切换到长焦。这个芯片集成了64个光学接收器，形成8×8的阵列，无需任何机械运动、透镜或镜子，就可以控制相机的所有光学特性，从而开启了一个全新的成像世界，可以把相机做成墙纸，百叶窗，甚至可穿戴的织物。

这项研究无疑是对光学成像系统的一次革命性颠覆，未来手机可以薄成一张信用卡，相机可以穿在身上，大型天文望远镜可以直接铺在地面，或者发射到太空后再展开，想做多大就多大，甚至可以看到宇宙大爆炸——当然，我们还是不能穿透大爆炸后38万年那片炙热的混沌和黑暗。不过想想这个诱人的场景吧，望远镜先用鱼眼模式巡天，发现异常情况瞬间切换到长焦模式，对准异常区域，甚至可以自动切换，简直是宇宙观测的大杀器，天文学家们恐怕都在流口水了。

文章链接：

Reza Fatemi, Behrooz Abiri, Ali Hajimiri, "An 8x8 Heterodyne Lens-less OPA Camera," Conference on Lasers and Electro-Optics

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页