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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 +Es3iE @  
    65N;PH59D  
    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。 8^p/?R^bu  
    N4!YaQQ;}  
    LYGFE jS[  
    u%a2"G|  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 TuwH?{ FzK  
    U/yYQZ\)  
    &of%;>$>M  
    |^Try2@  
    任务描述 R_uA!MoLs  
    b'Z#RIb  
    =NAL*4c+  
    N_$ X4.7p  
    光导元件 /+2^xEIjE  
    ?ZdHuuDN~  
    e x $d~  
    NeCTEe|V  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 >2Al+m<w  
    : i3-7k  
    %,a.431gi  
    g-oHu8   
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 eN>=x40  
    #1z}~1-  
    h_?D%b~5  
    + R])u5c'  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 7\JRHw  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 >T.U\,om7  
    KLsTgo|J  
    p4<&NMG  
    [@#P3g\:>W  
    出瞳扩展器(EPE)区域 M=26@ n  
    M^mS#<!y  
    R2x(8k"LPU  
    \M=" R-&b  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: J.?6a:#bU/  
    bY+Hf\A  
    W: cOzJ  
    DDN#w<#  
    设计&分析工具 -78 t0-lM  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 O9=vz%  
    - 光导布局设计工具: z^{VqC*o+  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 m$*dPje  
    - k域布局工具。 qW][Q%'lt  
    分析你的设计的耦合条件。 Z)|*mJ  
    - 尺寸和光栅分析工具。 v)d\ 5#7  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 hn)mNb!  
    bCdEItcD  
    [#)-F_S  
    ,8c`  
    总结-元件 xO'1|b^&  
    e {N8|l  
    I Vq9z  
    Q6RBZucv  
    (3%NudkwT  
    fwf]1@#   
    结果:系统中的光线 JdfjOlEb  
    v#(wc +[  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: fHb0pp\[.  
    u(\b1h n  
    }Wn6r_:  
    [FAoC3 k-h  
    所有在光导内传播的光线: +*DXzVC  
    %S]5wR6;_  
    ?X]7jH<iw;  
    U:#9!J?41  
    FOV:0°×0° 1 BAnf9  
    Sl   
    j Bl I^  
    "So+  
    FOV:−20°×0° A>xFNem  
    x a7x 2]~-  
    iU~oPp[e  
    +K; X$kB  
    FOV:20°×0° &f|LjpMCf  
    L@ql)Lc);  
    n3g3(} Q0  
    c9=;:E  
    VirtualLab Fusion技术 &`Z>zT}  
    =sG  C  
     
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