本发明公开了一种超构表面成像系统、设计方法和探测器，其中，成像系统包括两个功能部分，基于二次相位的超构表面结构和波矢调控结构；超构表面结构可实现±89°视场成像，波矢调控结构，针对设计波长，存在临界角θt，当波矢调控结构的入射角大于临界角θt时，入射波将无法透过波矢调控结构；基于二次相位的超构表面结构可以实现超大视场成像，对入射角度敏感的波矢调控结构则可以在保持系统超薄的同时，极大地提高系统的成像质量。本发明设计的成像系统，具有超轻超薄、成像质量高等优点，可以实现大面积超薄大视场成像探测。