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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: 2022-07-14
    0 +"P 1/  
    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。 SLI358]$<  
    [:-o;K\.-a  
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    ED R*1!d  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 i+B tz-  
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    任务描述 E 9n7P'8  
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    光导元件 vCtag]H2@  
    Y([vma>U]  
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    NuKx{y}P  
    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。 RBM4_L  
    OL)M`eVQ'  
    b-,]21  
    &y=~:1&f  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 L[9]Ez$2+  
    OQZ\/~o 5  
    5T;,wQ<  
    \m;"KyP+  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 [!E~pW%|n  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 *FEY"W+bY  
    >VWH bo  
    _"#ucM=B:-  
    !t 92_y3  
    出瞳扩展器(EPE)区域 nFfwVqV  
    w/m ~#`a  
    Gr?[s'Ze  
    1ssEJ; #s  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: h *-j  
    fr<, LC.  
    Dx<CO1%z-  
    A1,- qv1s  
    设计&分析工具 m]NyEMYg  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 |J#mgA}(  
    - 光导布局设计工具: sw715"L  
        设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 \aG:l.IM0  
    - k域布局工具。 Qv@Z#  
        分析你的设计的耦合条件。 +k4 SN  
    - 尺寸和光栅分析工具。 kf<5`8  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ?5L.]Isa5  
    R83Me #&  
    D*R49hja{  
    X%._:st  
    总结-元件 ^J=l]  l  
     Gp/yr  
    vc_ 5!K%[  
    @n##.th  
    =pP0d vn  
         Q0j$u[x6s  
    结果:系统中的光线 V5{^R+_)Ya  
    ;9R;D,Gk!  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: E5<}7Pt  
    d?/?VooU  
    ?Q)z5i'g#  
    ^3L6mOoA  
    所有在光导内传播的光线: Bld$<uU  
    $3Ct@}=n  
    6Q. _zk  
    |[VtYV _{  
    FOV:0°×0° .hxcx>%  
         JL4\%  
    ui:  
         dik+BBu5z  
        FOV:−20°×0° t-$R)vZ}M  
    < g<Lf[n$  
    ,rp-`E5ap  
         #w4= kWJ[  
        FOV:20°×0° 'V5^D<1P  
    <<da TQV  
    l*|^mx^Q  
         "3*Chc  
    VirtualLab Fusion技术 Xh/i5}5 t  
    j3bTa|UdT  
     
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