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    [技术]基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-04-15
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 3lzjY.]Pgv  
    5%,5Xe4p  
    $SAq/VHI1]  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 J'c]':U  
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    任务描述 "D#+:ix8G|  
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    光导元件 q6DuLFatc*  
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    6;s.%W  
    50r3Kl0  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 u^.7zL+  
    !9A6DWAE$  
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    IoO tn  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 n N.6?a  
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    ]}7FTMGbY  
    'fpm] *ig  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 }-YM>q  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ; kPx@C   
    {wsO8LX  
    b(^/WCykH  
    +tOmKY  
    出瞳扩展器(EPE)区域 %oPW`r  
    y!_*CYZ~m  
    MLD1%* &0  
    wUb5[m  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: UuXq+HYR  
    2to~=/.  
    =' %r"_`}  
    ^`M,ju  
    设计&分析工具 \"=4)Huv  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 RcJ.=?I!  
    - 光导布局设计工具: 6/{V#.(  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 & Xh8j^p'  
    - k域布局工具。 eCejO59F9  
    分析你的设计的耦合条件。 QuFzj`(  
    - 尺寸和光栅分析工具。 VpmwN`  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 z =m Dd  
    w:[1,rRvT  
    B%y?+4;zA  
    W5 l)mAv  
    总结-元件 MU_8bK9m  
    2ed4xh V  
    DX3xWdnr  
    2;8I0BH*'  
    KDTG9KC  
    KWuc*!  
    结果:系统中的光线 VtM:~|v  
    jLc"1+  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 0 0JH*I  
    W=QT-4  
    }jL_/gvgy  
    $a / jfpV  
    所有在光导内传播的光线: D,$!.5OA  
    r0MUv}p#|L  
    ~vL7$-:  
    0EWov~Y?  
    FOV:0°×0° o 8fB  
    CdB sd  
    [Eq7!_ 3  
    FE'|wf  
    FOV:−20°×0° He&7(mQ0^  
    U2hPsF4f  
    4?eO1=a  
    YJ6y]r K2,  
    FOV:20°×0° Z}X oWT2f  
    <[*%d~92z  
    f&=WgITa  
    Kivr)cIG  
    VirtualLab Fusion技术 dWR-}>  
    `Zdeq.R]  
    m=m T`EP  
     
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