门捷列夫曾经说过：“科学是从测量开始的”。光学成像拓展了人类的认知边界，推动了科学的进步，催生了诸如显微镜和望远镜等；同时也应用于日常生活的各个方面。

然而受到不可避免的镜面加工误差，系统设计缺陷与环境扰动的限制，使得实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。

光学像差，是对光学系统不完美程度的定量描述。如何实现无像差的完美光学成像一直是光学中最重要且仍悬而未决的难题之一。Science 杂志也将“能否制造完美的光学透镜”列入 21 世纪 125 个科学前沿问题。

近日，清华大学成像与智能技术实验室提出了一种集成化的元成像芯片架构（Meta-imaging sensor），为解决这一百年科学难题开辟出新路径。

区别于构建完美透镜，该团队研制出一种超级传感器，可以记录成像过程而非图像本身，通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合，即使经过不完美的光学系统与复杂的成像环境，依然能够实现完美的三维光学成像。

研究人员表示：“该技术有望实现于大部分像感器架构，无需改变现有的光学成像系统，带来颠覆性的变化，将用于天文观测、医疗诊断、生物成像、工业检测、移动终端、安防监控等具有高精度探测需求的复杂场景。”

图| 成像与智能技术实验室部分团队成员（来源：清华大学）

日前，相关论文以《集成化成像芯片实现像差矫正三维摄影》（An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography）为题发表在 Nature 上[1]。

图 | 相关论文（来源：Nature）

戴琼海院士、方璐副教授为共同通讯作者；吴嘉敏助理教授、博士生郭钰铎、博士后邓超担任共同一作；乔晖助理教授、以及张安科、卢志、谢佳辰三位博士生为共同参与者。