本文利用准连续纳米带组成的超表面设计了一种光学微分器件，并实现了对光学图像的一维边缘检测。该器件通过改变准连续纳米带的空间取向实现0~2π的几何相位调控，且能在较宽的波段范围内保持较高的能量效率。仿真结果表明，当照明波长从400 nm增加至1000 nm时，该准连续器件均能实现清晰的边缘检测效果。其能量效率最高为90.27% (600 nm波长处)，平均能量效率为64.57% (400 nm~1000 nm)。可以预期，本文所提方法能促进准连续超表面在图像信息处理、超快光学模拟计算等方面的应用。

为了实现轻量化、集成化与大视场的光学成像系统，提出了一种基于超透镜阵列的平面化人工复眼结构。该结构使用基于几何相位原理的不同取向二氧化钛纳米柱结构来实现电磁波调控，使得超透镜阵列面与复眼的像面均为平面，不需要传统曲面复眼所需要的非球面加工。在传统超透镜聚焦相位的基础上叠加倾斜相位，能够较好地抵消光学系统非近轴区域光线离轴照明对成像质量的影响，实现大视场复眼的效果。所设计的复眼主要由一个11×11的超透镜阵列组成，总体尺寸仅为165 μm×165 μm，总体高度为18.6 μm，视场角可达140°×140°。仿真结果表明：光线以较大离轴角（50°）照明的情况下，所提出的复眼结构仍能实现较好的成像效果。