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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: 2024-01-23
    摘要 H;Wrcf2  
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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。 B}e/MlX3M  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 @CprC]X  
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    任务描述 y Zaf q"o  
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    光导元件 asWk]jjMG  
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    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。 eYOY   
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 X! d-"[  
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    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。 s~M4. 06P  
    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。 Jo?LPR \6  
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    TxrW69FV7  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 uEPp%&D.+  
    i3-5~@M  
    -hd  
    g~lv/.CnA+  
    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: V!}I$JiJ  
    }:m#}s  
    ddn IKkOp  
    iZGbNN  
    设计&分析工具 wNB?3v{n  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 -(vHy/Hz.  
    - 光导布局设计工具: =RoE=) 1&-  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 5 jrR]X  
    - k域布局工具。 ZO+RE7f*?c  
    分析你的设计的耦合条件。 tXE/aY*I  
    - 尺寸和光栅分析工具。 QiCia#_  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]_KWN$pd  
    LjKxznn o  
    _u]Z+H"  
    RdCGK?s  
    总结-元件 (,At5 T  
    ; 476t  
    di\.*7l?  
    35h|?eN_m!  
    ,!= sGUQ)  
    D*l(p5[  
    结果:系统中的光线 1[P}D~ nQ  
    X5WA-s(?0  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Y3~Uz#`SU  
    E|=x+M1sH  
    3u@,OE  
    j.M]F/j  
    所有在光导内传播的光线: :ez76oGyc  
    q <}IO  
    :zW? O#aL-  
    Agd"m4!  
    FOV:0°×0° {O+T`; =)L  
    g *5_m(H  
    <IrhR,@M,L  
    4LSs WO<@  
    FOV:−20°×0° wgz]R  
    W ?x~"-*  
    /_{-~0Z=@B  
    aB%.]bi  
    FOV:20°×0° Tzd#!Lvm:,  
    *`a$6F7m4  
    0fc;H}B*  
    =Jp:dM*  
    VirtualLab Fusion技术 7mtx^  
    rtPo)#t  
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