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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-06-12
    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。 %*];XpAE  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 e/R$Sfj]  
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    任务描述 f0"_ {\  
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    光导元件 wxE'h~+  
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    PYyT#AcW2  
    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。 Np@RK1}  
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    qlC4&82=Q  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ~(}n d  
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    m[<z/D  
    q0KGI/5s4+  
    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。 g 9AA)Ykp  
    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。 8iC9xSH[%  
    C 4K"eX,K  
    ONMR2J(  
    $GQ{Ai:VwF  
    出瞳扩展器(EPE)区域 " nLWvV1  
    l4AXjq2  
    Z b:S IJ  
    +pxtar  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: )j}v3@EM5  
    Nt~G  {m  
    rw%OA4>  
    MCTTm^8O  
    设计&分析工具 7ZFd;-  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 (r/))I9^  
    - 光导布局设计工具: +HEL^  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 mV.26D<c  
    - k域布局工具。 s]Z++Lh<{  
    分析你的设计的耦合条件。 nG7E j#1  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ~;@\9oPpz%  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 i2?TMM!Fe  
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    B~`:?f9ny5  
    6\RZ[gA?  
    总结-元件 e#^ vA$d  
    KSO%89R'  
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    OQ+kOE&  
    oT- Y  
    结果:系统中的光线 rQ)I  
    R:U!HE8j   
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 9^@#Ua  
    vs{xr*Ft  
    4YA1~7R  
    {i)FDdDGD  
    所有在光导内传播的光线: Thuwme  
    sPRs;to-  
    +K48c,gt?  
    3-_`x9u*  
    FOV:0°×0° t]+h.  
    v(l:N@L  
    v K!vA-7  
    cD9.L  
    FOV:−20°×0° vY]7oX+  
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    }T"&4Rvs2R  
    B1va]=([)W  
    FOV:20°×0° i.''\  
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    4#ZZwa]y  
    VirtualLab Fusion技术 90">l^HX=  
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