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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 ={y Mk  
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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。 jFfuT9oId  
    Hy~kHBIL  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 l1XA9>n  
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    任务描述 $ \0)~cy  
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    光导元件 %7WGodlXW  
    M:i;;)cq  
    F3j#NCuO=z  
    ^F/gJ3_;  
    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。 ~ _R 8; b  
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     >sk vg  
    *CG-F=  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 uBp"YX9rx  
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    T@0\z1,~S  
    x%HX0= (  
    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。 !*#2~$:  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 G*.}EoA  
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    HAJK%zLc  
    KneCMFy  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ;s m )f  
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    X}Heaqn  
    ^)|8N44O  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: ##Jg>HL'  
    ^p3"_;p)h  
    z&x ^ Dl  
    RQ}0f5~t  
    设计&分析工具 (Q~ p"Ch  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 I6!~(ND7  
    - 光导布局设计工具: +zM WIG  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 xx[XwN;  
    - k域布局工具。 |Et8FR3[m  
    分析你的设计的耦合条件。 RJ+i~;-  
    - 尺寸和光栅分析工具。 CHxu%- g  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 mOm_a9M L  
    AG ?cI@',  
    `a *_b9  
    op!8\rM<e  
    总结-元件 t.0F  
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    w<}kY|A"=-  
    VHwAO:+-  
    IpX.ube  
    n."vCP}O+  
    结果:系统中的光线 ;Ih:$"$!  
    Y|%s =0M  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: c;X8: Z=ja  
    J@$h'YUF  
    jhU'UAn  
    &d1|B`gL|  
    所有在光导内传播的光线: >/W  
    1< 22,  
    XEK%\o}  
    U7GgGMw  
    FOV:0°×0° `[.b>ztqgJ  
    v[-.]b*5A$  
    t}$WP&XRG<  
    D}.Pk>5  
    FOV:−20°×0° ANqWY &f  
    6} b1*xQ  
    J/OG\}  
    :!',o]"4,k  
    FOV:20°×0° j6Msbq[  
    J3 Y-d7=|  
    e+'PRVc  
    xLZJ[:gr  
    VirtualLab Fusion技术 Pn&!C*,  
    v@_^h}h/,=  
     
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