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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。 dEG ]riO Bi
XTC$Oi
"]UIz_^'`U 4]IKh,jT 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ZqFUPHc R|-j]Ne
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?y46o2b*) 任务描述 V $>"f( <uC<GDO
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#Fh> %b9fW 光导元件 VRB~7\A5<) #?Wo <]i
OiF]_" j<@fT
ewZ 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。 CZ2iJy d9|T=R
G\):2Qz!| s6IP;} 输入耦合和输出耦合的光栅区域 Ym`1<2mq\ @f%wd2
rXuAixu!t jQkUNPHu 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。 Q~b_dx{m 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。 Stt* 1gT g/!Otgfu
t+J)dr `[&v 出瞳扩展器(EPE)区域 VD9J}bgJ zaBG=
rCkYfTYI [{?;c+[ 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: Q+lbN Z+Xc1W^
F46O!xb% K# /Ch5? 设计&分析工具 c9|I4=_K 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。 jKYm/}d - 光导布局设计工具: kv/(rKLp* 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。 ThbP;CzI# - k域布局工具。
%Dl_} 分析你的设计的耦合条件。 YyG~#6aCh - 尺寸和光栅分析工具。 48;~bVr} 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 4sI3(z)9H Up'."w_zE
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-GK'V 总结-元件 B
JU*`Tx V!\n3i?i
/m;O;2" ]gEu.Nth` vrQFx~ZztH juR 结果:系统中的光线 $,g 3*A |HNQ|r_5S 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: [GOX0}$? Gi;9 S
<nf=SRZ ocq2 所有在光导内传播的光线: .HQVj'g 1`nc8qC
g<0w/n!jmC S[ws0Y60 FOV:0°×0° Wn2Ny jX _T_PX$B 5c*p2:] |:dCVd<du FOV:−20°×0° }k4` S.qk%NTTD
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