在制造256階諧衍射透鏡時，將厚度為7μm的光致抗蝕劑涂覆到石英玻璃的表面上。使用激光在抗蝕劑上繪制256階浮雕。單個透鏡的制作時間大約需要半個小時。通過極其精確的神經網絡數字圖像處理來完成圖像失真補償。

俄羅斯薩馬拉國立研究大學的科學家團隊正在開發一種基于高分辨率星載成像儀的超輕型衍射光學系統，該系統可將光學系統質量降低100倍。

研究人員開發出制造256階諧衍射透鏡的技術和重建所獲圖像的算法。這個由該大學超級計算機和通用信息學系的研究小組研發的光學元件的質量僅為5克，可取代復雜龐大的透鏡和反射鏡系統，類似于焦距300毫米、質量500克的遠攝鏡頭。

諧波光學元件是一種衍射光學元件，特征尺寸的深度是設計波長的數倍（諧波衍射元件的另一個例子，參見“諧波光學元件簡化藍光光學器件”）。

質量僅有幾克

研究人員Artem Nikonorov指出，質量僅為幾克的超輕型衍射光學系統為無人機、大氣探測器和納米衛星的研究開辟了新的可能性。

現代批量照片和遠攝透鏡需要大量的光學元件（12個或更多）補償由鏡頭像差引起的圖像失真。相反，新的超輕諧波透鏡采用數字處理補償這些像差。

為此而開發的計算重建包括圖像的色彩校正和利用卷積神經網絡（CNN）消除的色彩模糊。研究人員的測試結果表明，以這種方式恢復的圖像質量與從消費者相機和移動電話獲得的圖像質量相當。

基于CNN重建一個圖像的時間約為1秒。

薩馬拉大學的科學家們提出諧衍射光學系統能夠提供18米的分辨率，用于從納米衛星勘測地球表面；相比之下，目前市場上與其相當的光學系統提供的是40米的分辨率。

此外，使用超輕諧波透鏡和基于CNN的圖像重建技術使科學家們能夠在實際圖像中將峰值信噪比（PSNR）提高到26dB。 “五年前，使用衍射透鏡獲得高分辨率彩色圖像似乎是一個遙遠的目標。然而，我們的研究結果證明了使用光衍射光學系統的前景”研究人員Artem Nikonorov指出。

未來，薩馬拉大學的研究人員將努力克服圖像中的強像差。為了解決這個問題，他們計劃改進制造超輕透鏡的技術以及圖像重建方法，以提高神經網絡重建的性能。