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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。 A3!xYG=+ jP{W|9@(
_w'N&# Y!+q3`-%T 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 +1R
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[h3y8O 任务描述 3Mw2;.rk cc$L56q
^EG@tB $< OE"r=is 光导元件 !Q0aKkMfL ,^>WCG
Yw\7` 0VA$
Ige 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。 2&k5X-Y fG^#G/n2
Y(`# J[ Z6`oGFq 输入耦合和输出耦合的光栅区域 =>_k;x RjOQSy3
6?CBa]QG (ohza<X;6 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。 pFUW7jE 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。 $;ssW"7~Qn 4Y=sTXbFt
7Lv5@ l5}b.B^w 出瞳扩展器(EPE)区域 X`,]@c%C` x;G~c5
'%D$|) ]Q%|69H}B 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: UB4M=R| T9c=As_EM
6*cY[R|q! c
T[.T#I 设计&分析工具 dV5aIj 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。 f a9n6uT - 光导布局设计工具: a9OJC4\ 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。 X+:>&&9 - k域布局工具。 mJ>@Dh3>G 分析你的设计的耦合条件。 $?dAO}f3O) - 尺寸和光栅分析工具。 v7L}I[f 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 uAWmg8 XyS|7#o
* MJl( kH)JBx. 总结-元件 X1P_IB
E8:4Z$|c
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:S{i zeXMi:X 结果:系统中的光线 `F#<qZSR >/kwy2 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 5&uS700 Od>^yhn
4sVr]p` Cw=wU/) 所有在光导内传播的光线: (f5v{S6b( +hz^( I7
&I[ITp6y0 I& `>6=) FOV:0°×0° Rv
]?qJL a-`OE" 4HG@moYn@ Ozygr?*X FOV:−20°×0° #$vef
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$J~~.PUXQ pearf2F FOV:20°×0° >};6>)0 U#B,Q6~
DIk\=[{2q -zeodv7 VirtualLab Fusion技术 doCWJ 8tc9H}>
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