背景
過去十年，光學領域發生了一場革命。我們口袋中手機的攝像頭已經能與數碼單反相機媲美，分辨率達到數百萬像素。它們使用先進的小型計算機芯片和軟件處理光線，並藉助小型彩色LED重新構建圖像。近年來，這些技術發展得非常迅速，這主要歸功於更小、更有效的電路元件。
但是，相機鏡頭本身並沒有太大變化。如今大多數鏡頭都是基於相同的物理原理，並具有與16世紀發明的第一批原型相同的基本侷限性。然而，在過去十年中，研究人員開始研究可以替代當今鏡頭的人造材料（超材料）。
由超材料製成的無需半導體的微電子器件。（圖片來源：加州大學聖地亞哥分校應用電磁學小組）
超材料（Metamaterial），是指一類由人工設計實現，具備天然材料所沒有的超常物理特性（例如負磁導率、負介電常數、負折射率等）的複合材料。超材料應用領域非常廣闊，包括光纖、醫療、航空航天、傳感器、雷達罩、雷達天線、聲學隱身技術、廢熱利用、太赫茲、微電子、吸波材料、全息技術等。
圖片展示了具有十字形開口的超材料，它可以改變太赫茲光束的角度。
“超材料”的薄層能構成超表面（Metasurface）。超表面可對入射光的振幅、相位、偏振等進行靈活的調控，具有強大的光場操控能力。超表面可以變成超薄的超透鏡（Metalens），應用於便攜式電子產品、傳感器、相機或者太空衞星等。
哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院的科研人員開發出的大面積自適應超透鏡。
超透鏡輕薄小巧，功能大大超越傳統透鏡。作為光學領域的一項革命性技術，它有望徹底顛覆傳統光學系統中繁瑣的透鏡組，使得手機、相機、監控攝像頭等產品變得更小、更輕、更薄。
韓國與英國科學家開發的信用卡厚度的平面超透鏡。
然而，目前某些問題阻礙了超表面的大規模製造。製造它們需要先進的設備，並且過程非常耗時。
創新
近日，瑞典查爾姆斯理工大學（ Chalmers University of Technology）的研究人員展示了一項用於製造“超表面”的新技術。未來，相機鏡頭將變薄數千倍，而且製造所需的資源密集度明顯降低。
查爾姆斯理工大學研究人員製造此類平面表面的新技術是基於一種塑料，這種塑料如今已用於製造其他微結構。相關論文發表在國際納米光子學期刊《ACS Photonics》上。
技術
查爾姆斯理工大學物理系博士生、這篇論文的第一作者 Daniel Andrén 表示：“我們將這種塑料薄層放在玻璃板上，採用一項稱為‘電子束光刻’成熟技術，就能在塑料薄膜中繪製出詳細的圖案，顯影之後形成超表面。最終生成的裝置可以像普通相機鏡頭一樣聚焦光線，但是其厚度要薄數千倍，而且也可以是柔性的。”
超表面的製造過程：
通過旋塗將塑料施加到玻璃板上。
採用電子束光刻技術，在塑料中繪製出需要的圖案，然後用顯影劑化學物質將由不同方向的柱子組成的超表面顯露出來。
宏觀尺度的超透鏡可以通過這項技術製造。
超表面也可以製作成柔性元件。