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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: 01-23
    摘要 8/kO9'.P  
    xg5@;p  
    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。 ,HO/Q6;N  
    {8p?we3l1  
    d=OO(sf  
    X1z0'gvh  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ^d $e^cU  
    iuk8c.TAR  
    VKfHN_m*  
    {kO:HhUg  
    任务描述 j<-o{6r  
    V'hz1roe  
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    光导元件 @:&dOqQ  
    UlZ)|Ya<M  
    5+"8q#X$  
    m<LzB_ G\  
    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。 $zA[5}{ZtQ  
    "1TM  
    w)SxwlW}  
    U~@B%Msb L  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 (=B7_jrl  
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    ),FN29mZu  
    m`0{j1K  
    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。 z#67rh {  
    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。 r<H^%##,w  
    %ycT}Lu  
    hUvH t+d  
    #yOY&W:N  
    出瞳扩展器(EPE)区域 fBh|:2u  
    U.} =j'Us+  
    j~> #{"C  
    WZ-{K"56  
    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: A+ *(Pds  
    bv"({:x  
    o6%f%:&  
    jl29~^@}1i  
    设计&分析工具 itMc!bUQ  
    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。 } +Z;zm@/6  
    - 光导布局设计工具: QZP;k!"w  
    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。 56aJE .?<  
    - k域布局工具。 [NDYJ'VGe  
    分析你的设计的耦合条件。 X2kLbe  
    - 尺寸和光栅分析工具。 z1A-EeT  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 uT2cHzqKB  
    teALd~;  
    e+aQ$1^t  
    7-B'G/PS/  
    总结-元件 %?wE/LU>  
    ur5n{0#  
    [$+61n}.12  
    zOp"n\  
    (jMp`4P  
    3Or3@e5r  
    结果:系统中的光线 j* ja)  
    ai2}vR  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 2Vr'AEIQ  
    D4T+Gk"n  
    7:<>#  
    .6(i5K  
    所有在光导内传播的光线: g}h0J%s  
    Y^f|}YO%y  
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    3P>@ :  
    FOV:0°×0° _Y~?.hs^  
    G _o4A:2  
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    FOV:−20°×0° ?!vW&KJZx  
    XRin~wz|S  
    ]kvE+m&p}^  
    7%WI   
    FOV:20°×0° Q5ao2-\   
    {)xrg sB  
    > [7vX m4  
    IHfqW?  
    VirtualLab Fusion技术 2/WXdo  
    Rh^$0Q*2  
     
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