苹果在韩国最新款 iPhone 15 的预订中，约 80% 的年龄层为 20 岁和 30 岁。他们对这款昂贵设备的浓厚兴趣主要归因于该相机能够呈现锐利且独特的色彩氛围，这是 iPhone 的标志。如果它能够在不需要多个镜头的情况下实现高质量的图像和视频，它可能会获得千禧一代和Z世代的更大支持。

由机械工程系和化学工程系的 Junsuk Rho 教授、人工智能研究生院的 Trevon Badloe 以及浦项大学机械工程系的博士研究生 Yeseul Kim 和 Joohoon Kim 领导的合作研究小组韩国浦项科技大学 (POSTECH) 和成均馆大学量子生物物理研究所的 Inki Kim 教授成功设计了一种双超透镜，能够使用单个透镜在不同成像模式之间切换。该研究成果已发表在专门研究纳米技术、材料和化学领域的国际期刊《ACS Nano》上。

通常，在拍摄物体的过程中，采用两种不同的模式：提取基本信息的正常模式和仅专注于勾勒物体轮廓的边缘模式。传统上，这些模式需要单独的镜头，每个镜头都有不同的焦点。然而，为了应对电子设备小型化和轻量化设计的最新趋势，研究人员一直在努力将两种模式集成到单个镜头中。

在这项研究中，研究小组使用超镜头解决了这个问题，超镜头可以通过电气方式动态改变焦点。这些超透镜不考虑光的特性，是由纳米级人造结构构成的。通过微调这些结构的尺寸、形状和旋转方向等参数，该团队成功设计了一种双模式成像超透镜，能够根据光偏振旋转方向在正常模式和边缘模式之间转换。

该镜头可以通过调节施加到液晶(LC)层的电压来快速调整焦点，从而在短短几毫秒(一毫秒是千分之一秒)内实现快速模式切换，与液晶切换速度相匹配。在这项研究中，该团队采用氢化非晶硅作为纳米结构，该材料在可见光区域的损耗最小，使​​得、绿色和蓝色波长的透镜效率分别达到 32.3%、31.7% 和 20.4%。通过在单个镜头中集成两种不同的模式，该团队实现了高分辨率图像的采集。

Junsuk Rho 教授解释说：“我们现在可以在生物成像、细胞反应和药物筛选等应用中快速捕获高分辨率图像。” 此外，他乐观地表示：“我希望这项创新能够在智能手机、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)设备以及固定激光雷达系统等各个领域发挥作用。”

该研究由 POSCO-POSTECH-RIST 融合研究中心项目、韩国国家研究基金会 STEAM 研究项目、科学与信息通信部资助的项目赞助。