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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 WZ @/'[  
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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。 Sq"O<FmI  
    E^z\b *  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 +.gM"JV  
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    任务描述 S&]AIG)  
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    光导元件 H4[];&]xr  
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    W`HO Q  
    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。 *k)v#;B  
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    am >X7  
    EugQr<sM#  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 CG!/Lbd  
    i[obQx S94  
    VJ1(|v{D4[  
    KLqn`m`O;  
    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。 1<Fh aK  
    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。 >iefEv\  
     X$:r  
    ,})x1y  
    ^+Ho#]  
    出瞳扩展器(EPE)区域 29P vPR6  
    n{oRmw-  
    TG ,T>'   
    |BrD:+  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: e_3KNQ`kA  
    r?Y+TtF\e  
    pAwmQS\W  
    !FwR7`i  
    设计&分析工具 iwb]mJUA  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 @Y2"=QVt  
    - 光导布局设计工具: >Xz P'h  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 B{IYVviiP  
    - k域布局工具。 1 o5DQ'~n  
    分析你的设计的耦合条件。 CS[[TzC=5  
    - 尺寸和光栅分析工具。 2K/+6t}  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Yv0;UKd  
     q0Rd^c  
    BzFD_A>j;_  
    YDEUiZ~  
    总结-元件 utk'joo  
    E8]PV,#xY  
    `? ayc/TK  
    =X6+}YQ"  
    hR;J#w  
    YLc 2:9  
    结果:系统中的光线 #@h3#IC  
    mG,%f"b0  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: J)6A,:wt  
    d~[^D<5,D  
    \VW&z:/*pZ  
    p)M\q fZ  
    所有在光导内传播的光线: VKa-  
    {4\hxyw  
    XxT7YCi  
    '8g/^Y@  
    FOV:0°×0° .;gK*`G2W)  
    ^Pc>/lY$Q%  
    "z+Z8l1.  
    $#V ^CmW.  
    FOV:−20°×0° |JVeW[C  
    @uc N|r}=R  
    |.D_[QI  
     .*H0{  
    FOV:20°×0° yK"OZ2Mv  
    M,Y lhL  
     o^59kQT  
    "Fv6u]Rv  
    VirtualLab Fusion技术 kqYvd]ss  
    B7Um G)C  
     
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