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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
    ZzuEw   
    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。 <"" fJ`7  
    pU|SUM  
    62X;gb  
    FM3DJ?\L-  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 `E),G;I  
    G3&l|@5  
    p v2u.qg5z  
    V@xlm h,  
    任务描述 J\@yP  
    buRK\C  
    |lijnfp  
    Zw[A1!T,  
    光导元件 D:gskK+o6M  
    4ISZyO=  
    C>vp oCA  
    ]oN:MS4r  
    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。 ad1%"~1  
    +([ iCL  
    q>T7};5m2  
    :-=,([TJ  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 'ju{j`b  
    luyU!  
    ly<1]jK  
    u*ZRU 4 U  
    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。 qn+b*4  
        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。 e)[>E\u_  
    {:VUu?5-t;  
    l0m\2Ttf  
    Z2]ySyt]  
    出瞳扩展器(EPE)区域 \B'rWk 33,  
    ]Y'oxh  
    e7<//~W7W  
    EPQ~V  
    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: l%?D%'afN  
    m8q3Pp  
    8\BCC1K  
    ZX0ZN2 ]  
    设计&分析工具 / ;U  
    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。 :RsO $@0G  
    - 光导布局设计工具: btC 0w^5  
        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。 K0#kW \4`  
    - k域布局工具。 2l)J,z  
        分析你的设计的耦合条件。 Cz2OGM*mz?  
    - 尺寸和光栅分析工具。 !H`Q^Xf}  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 / -ebx~FX&  
    ?qeBgkL(B^  
    kMGK 8y  
    l^s\^b=W  
    总结-元件 ?NZKu6  
    :wJ=t/ho  
    { jnQoxN  
    D{&0r.2F  
    fI2/v<[  
         fX,L;Se"  
    结果:系统中的光线 @_tQ:U,v  
    #Y3:~dmJ-  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: J`T1 88  
    c5K@<=?,E  
    /YbyMj*  
    qW57h8M  
    所有在光导内传播的光线: ;- D1n  
    +?[ ,y  
    ffuV158a&  
    _c=[P@  
    FOV:0°×0° &+?JY|u  
         oyGO!j  
    pu(a&0  
         )P:r;a'  
        FOV:−20°×0° lP>}9^7I!  
    +~O 0e-d  
    &TqY\l  
         $EjM )  
        FOV:20°×0° ~c~$2Xo  
    _pSCv:3T  
    \#P>k;D  
         D];%Ey  
    VirtualLab Fusion技术 (U"Ub;[7  
    -c-#1_X5  
     
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