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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_Ya%Z3*e  
    ZEa31[@B[  
    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。 i7D[5!  
    )}w2'(!X8  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 2[} O:  
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    lgrD~Y (x  
    任务描述 XNbeYj  
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    光导元件 Ck1{\=t  
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    f[1 s4Dp3-  
    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。 ^Mvgm3hg  
    @~7y\G  
    z H|YVg  
    L;RHs hTy  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 yK+1C68A  
    Rp^fY_  
    '`+8'3K~E  
    ~cr##Ff 5  
    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。 ^k J>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。 O}s Mqh  
    kF]sy8u]  
    5]f6YlJZ  
    b I"+b\K  
    出瞳扩展器(EPE)区域 CH9Psr78  
    &c[ISc>N{  
    WU$l@:Yo  
    E4N/or  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: NI  r"i2  
    G22{',#r8  
    9QP-~V{$  
    /6 y9 u}  
    设计&分析工具 6L<Y   
    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。 u_HCXpP!Q  
    - 光导布局设计工具: ]A=yj@o$xN  
    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。  L}=DC =E  
    - k域布局工具。 @#r6->%W  
    分析你的设计的耦合条件。 S:lie*Aux*  
    - 尺寸和光栅分析工具。 sEymwpm9  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 6%^A6U  
    <EKTFHJ!  
    ^]5^p9Jt"e  
    %ZsdCQc{`  
    总结-元件 mWUkkR(/  
    ;e)`C v  
    *qZBq&7tb  
    "l 8YD&q  
    V_3K((P6  
    8,@0~2fz#  
    结果:系统中的光线 y[{}124  
    CzDV^Iv;Q{  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: @?JFqwq!  
    O70#lvsM;  
    %(1Jt "9|  
    6]r#6c %  
    所有在光导内传播的光线: kGmz1S}2  
    S3UJ)@ E  
    D"msD"  
    %p:Z(zU  
    FOV:0°×0° '=0l{hv@  
    8 =oUE$9  
    mclV" ?  
    .uinv  
    FOV:−20°×0° :b0|v`FU  
    <Nk:C1Op}  
    "m%EFWUOl  
    d#HlO}  
    FOV:20°×0° G<-<>)zO!  
    */HW]x|?V~  
    Q@1SqK#-DQ  
    Jcy+(7lE)  
    VirtualLab Fusion技术 q/^?rd  
    Bg[_MDWc-P  
     
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