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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: 2024-06-12
    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。  {hzU  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 \pXs&}%1,F  
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    任务描述 aL9 yNj}2  
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    光导元件 Q M#1XbT  
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    Ry@QJn I<  
    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。 `OL@@`'^{S  
    g[Z$\A?ZbZ  
    p(jY2&g  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 66P'87G  
    WF)(Q~op0U  
    0Jz5i4B  
    otA59 ;Z  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 5s=ZA*(sY  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 _2eRH@T  
    k`l={f8C  
    S>-x<'Os  
    VH.m H<  
    出瞳扩展器(EPE)区域 a'T8U1  
    2 L>;M  
    a.n;ika]-  
    UlG8c~p  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: zn,y'},  
    #41xzN  
    y /$Q5P+o  
    Fgx{ s%&-  
    设计&分析工具 UZ5O%SF  
    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。 [y(DtOR  
    - 光导布局设计工具: E,~|-\b}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。 scf.> K2  
    - k域布局工具。 N~""Lc&  
    分析你的设计的耦合条件。 -6Y@_N  
    - 尺寸和光栅分析工具。 "!V-@F$@N  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 QKW\z aG  
    Nl4,c[$C  
    Frn<~  
    y*F !k{P  
    总结-元件 ;6 ?a8t@  
    _d|CO  
    <r9L-4  
    Vu0d\l^$  
    e=>:(^CS   
    'YKzs;y$  
    结果:系统中的光线 1zGD~[M  
    1^f7  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: PBeBI:  
    j*.K|77WHj  
    Z<wJ!|f  
    i\zVP.c])*  
    所有在光导内传播的光线: i;flK*HOZ9  
    ww}4   
    `D%U5Jb  
    Wc*jTip  
    FOV:0°×0° &RJ*DAmL  
    wtl3Ex,DO  
    e3 #0r  
    ?*zDsQ  
    FOV:−20°×0° :F |ll?  
    t3qPocYQ  
    Y>/T+ub  
    =bBV A0y  
    FOV:20°×0° Dru iiA  
    !*?|*\B^I  
    g"Tb\  
    F@tfbDO?  
    VirtualLab Fusion技术 HBdZE7.x)3  
    &KYPi'C9!z  
     
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