
那什么是超透镜呢?以手机为例,我们可以直观的感受下其带来的革命性突破,手机的外形设计在兼顾美观与舒适方面卷出了新的高度,然而,与之相反的是越来越凸出的摄像头,略微破坏了这种美感。那我们不禁要问,难道不能把摄像头做薄一点吗?目前来看还真不能实现,传统的透镜都是利用曲面或材料来改变光线方向和焦点,但这种方法存在一个缺陷-色散。色散指由于不同颜色的光在不同介质中传播速度不同所导致的白光分解现象。因此,在通过透镜时会产生彩虹般的色彩边缘,从而影响图像清晰度和真实感。为了消除色散,一种常用的方法是使用复合透镜,即将两种或多种不同材料和形状的透镜组合在一起,使得不同颜色的光经过复合透镜后能够在同一点聚焦。然而,这种方法也有一个缺点,就是会增加透镜的厚度和重量,从而降低了透镜的轻便性和舒适性。那么,有没有一种方法可以既消除色散,又保持透镜的轻薄呢?答案是肯定的,那就是超透镜,能把摄像头按平的黑科技,也是AR/VR设备未来的首选。
超透镜是一种利用纳米结构来聚焦光线的平面透镜,它可以将传统的曲面透镜替换为厚度仅为人类头发丝几分之一的薄片。一个超透镜通常由数以百万计的亚波长结构单元(称为超原子)组成,它们在整个超表面上相干地对光线进行局部调制。每个超原子的形状和/或大小取决于超透镜的整体性能。设计这样一个超透镜,需要考虑数百万个变量,因此是一项具有挑战性的任务。正如Federico Capasso教授的研究团队曾指出的,超透镜设计过去都是手动完成,相关人员不仅需要具备丰富的设计经验,而且还要对基础物理知识有深刻的理解。图1展示了超透镜的手动设计流程。

攻克超透镜设计挑战

设计实例:消色差超透镜

设计实例:大视场超透镜

设计实例:偏振分束器

设计实例:全息显示屏

设计实例:超透镜与折射镜相结合
新思科技拥有领先的几何光学和波动光学设计工具,并开发了一项独特的专有技术,该技术可在这两个光学领域之间实现无缝对接,从而助力开发者设计出超透镜与折射镜相结合的光学系统。在CODE V中设计的折射镜可以直接加载到MetaOptic Designer中,并且开发者可以在混合透镜系统中继续优化超透镜。

结语
总之,超透镜作为一项创新技术正在以惊人速度改变我们对镜头的认知和期待。新思科技开发的MetaOptic Designer是业界首个具有逆向设计功能的全自动超透镜设计工具。凭借内置智能功能,它可以加快并简化超透镜的设计工作,不仅提高生产力、降低设计成本,还缩短产品上市时间。这将促进“轻盈小巧”的AR/VR设备早日实现,并给用户带来接近完美沉浸式交互体验,同时也将继续推动该领域向前发展。
结语
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