随后,周思毅又简单的向萧白介绍了一下超透镜技术的内核。
以相机为例,相机里的各种透镜的作用就是将各种光线按照拍摄需求进行偏折,尽可能精确地汇聚到成像传感器上。
为了把光线偏折到我们想要的位置,就需要利用多个镜片,通过厚度的变化来实现。今天手机摄像头里面的透镜多达十几个,专业单反相机的镜头透镜更多。
面对透镜系统越来越笨重的问题,研究人员提出了超透镜思路。有人发现,其实不用透镜,利用一种非常精细的平面结构,也能实现偏折光线的效果。
超透镜是平面的,就仿佛是一块芯片。
如果把它放大,其上面整齐排列着几百万个尺寸只有几百纳米的细微结构,这些细微结构的大小跟可见光的波长差不多,光在传播的时候碰到这些结构,就会产生一些意想不到的变化。
比如,有的光线会剧烈地拐弯,有的则会径直通过。理论上,如果把这些细微结构进行精确设计和排列,就可以用一块扁平的“玻璃片”来实现各种透镜的功能。
但目前,超透镜技术还面临诸多的挑战。
关键的技术难点有两个,其一,用超透镜很难拍摄彩色照片。这是因为不同颜色的光波长度不同,在经过超透镜的细微结构之后,偏折程度不一样。
其二,细微结构的设计也很困难,面对数以百万计的细微结构,要精确地找到每个结构的最优形状和尺寸,这背后的计算量实在太大,于是只能使用一些简化的设计方案。
“萧董,我们这次取得的重大突破,就是把深度学习的概念引入了超透镜的图像处理。这样,超透镜的先天缺陷和在加工过程中可能出现的后天瑕疵,都可以通过深度学习的方法进行建模和修正。”
说到这里,周思毅不禁露出了得意的笑容。
因为项目组经过艰苦的努力,终于找到了克服超透镜技术难点的技术路径。
具体的方法就是让超透镜对着已有的图片进行拍摄,然后把拍摄出来的图片和原图进行对比,就可以找到一个函数,用来定量地描述这块超透镜的缺陷,或者说是特征。
然后,再用这块超透镜拍摄其它东西的时候,就可以用这个函数对图片进行反向的修正,从而得到高质量的照片。
需要说明的是,这种修正方法跟一些利用人工智能来填补图片细节的算法不一样。人工智能填补可以算是一种“脑补”,而这种函数修正是“还原”。
“光刻机有光源、物镜、对准系统三大核心,而透镜技术的突破将会是光刻技术的再一次技术迭代。
这也就意味着光刻机技术将迎来新的赛道,而我们在新一代光刻机的前置技术上,已经没有了短板。”
周思毅最后介绍说,超透镜对于光刻技术有着极大的推
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