问题——光学系统“难以变薄”的现实需求日益突出。手机影像模组普遍出现“凸起”，显微镜、望远镜等设备体积大、重量高，核心原因于传统光学在实现聚焦、成像、滤波等功能时，通常需要厚透镜来积累足够光程，同时还要预留一定的自由空间传播距离，让不同位置的光场完成汇聚与干涉。对厚度与光路长度的双重依赖，使光学系统在小型化、轻量化以及可穿戴、便携化应用上长期受限，也限制了光学信息处理向片上化、模块化推进。 原因——局域调控难以承担“信息交换”的系统任务。近年来，超表面技术通过在微纳尺度设计“超原子”，可在极薄平面上实现相位、振幅、偏振等调控，将传统厚透镜的部分功能压缩到单层结构中。但在主流设计框架下，超原子往往被视为彼此独立的“像素”，其响应多为局域行为：每个单元按预设参数各自工作。问题在于，聚焦、滤波、卷积等关键操作并非由单点完成，而需要光场在横向进行信息传递与协同，这在传统系统中主要依赖自由空间传播实现。局域超表面虽然能“压扁元件厚度”，却难以同时“压缩传播距离”，因此在复杂光场处理和高维信息响应上仍存瓶颈。 影响——“非局域”打开新的设计自由度，推动光学从“器件替代”走向“系统重构”。综述指出，非局域超表面的关键在于引入超原子之间的相互作用，激发集体模式，使光在器件内部具备横向传播与耦合能力，从而在超薄结构中实现信息交换与处理。该思路不再停留在把传统透镜“做薄”，而是用平面结构重构过去依赖长光路完成的系统功能：在波矢空间对不同波长、偏振、相位等高维光场做出定制化响应，提升角度选择性、频谱选择性以及场分布调控能力。其潜在影响主要体现在三上：一是显著压缩体积与重量，为移动终端、航天载荷、便携诊疗等场景带来结构性改善；二是提升系统集成度，为多功能一体化光学模组提供路径；三是为光学信息处理与光学计算提供新的硬件实现方式，推动“以光处理信息”的边缘端应用落地。 对策——以物理机制牵引工程实现，打通从设计到制造的协同链条。综述归纳了多类实现非局域响应的物理基础，包括多层薄膜相干叠加形成的干涉效应、介质—金属界面的表面等离激元共振、波导模式泄露耦合产生的导模共振，以及与高品质因子对应的的连续谱中的准束缚态等。面向应用落地，下一步需要从三方面推进：其一，强化“传递函数”导向的器件设计方法，把计算需求、成像指标与器件物理响应统一到可验证的工程指标体系中；其二，围绕材料体系、纳米加工、封装与一致性控制，提升大面积制备能力与良率，避免实验室性能难以规模复现；其三，建立与系统级应用相匹配的测试与评价标准，特别针对角度、频谱、偏振及多维耦合性能，形成可对比、可迭代的评测框架。 前景——从超薄光学到片上信息处理，应用边界有望持续扩展。文章认为，非局域超表面光学模拟计算上潜力突出：通过设计所需传递函数，可在单片器件上实现空间微分、积分等运算，为低功耗、高速度的边缘视觉处理提供新方案。同时，非局域调控有望继续推进空间压缩与系统一体化，使部分原本依赖宏观光路的功能在微型器件中实现。随着高维光场探测、计算成像、集成光学以及新型显示与传感需求增长，非局域超表面有望与硅基光子、微机电系统、先进封装等技术协同演进，推动光学系统从“厚重堆叠”走向“薄片集成”。同时也要看到，该方向仍面临带宽、效率、损耗、角度容差与制造复杂度等工程挑战，未来突破仍取决于物理机制创新与工艺成熟的共同推进。
从列文虎克磨制出首个显微镜透镜起，人类对微观世界的探索始终与光学器件的迭代相伴。非局域超表面技术的进展，不仅为“轻薄化”的下一步提供了新的实现路径，也提示我们：真正的突破往往来自对既有框架的重审与改写。当研究者跳出“用厚度换性能”的惯性思维，一片近乎蝉翼的纳米结构，也可能承担起重新定义光学系统形态的关键功能。