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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。 N23s{S t  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 c'G\AbUVjE  
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    @W. `'b-  
    任务描述 *kKGsy  
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    光导元件 ux =a9  
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    }s)Z:6;(,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。 Z(<ul<?r  
    vaQ,l6z .h  
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    .s!:p pwl  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 mdZELRu  
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    ^-ACtA)  
    .1pEq~>  
    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。 TWs|lhC7!  
    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。 B}MJ?uvA  
    /C(L(X  
    fk"{G>&8  
    8odVdivh  
    出瞳扩展器(EPE)区域 nuCK7X  
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    <pE G8_{}  
    <]9MgfAe  
    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: R80R{Ze  
    )ld7^G  
    [-CG&l2?L  
    jqLyX  
    设计&分析工具 V\G>e{  
    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 zvX~B6  
    - 光导布局设计工具: {10ms_s  
    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。 va<+)b\  
    - k域布局工具。 _ 4W#6!  
    分析你的设计的耦合条件。 -m @s 9k  
    - 尺寸和光栅分析工具。 kN^)6  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 gON6jnDO  
    0GR9opZtA  
    n (|>7  
    {Q-U=me\  
    总结-元件 c[YjGx  
    kzmt'/L8  
    y{"E) YY  
    a2 SQ:d  
    .( J /*H  
    KF'M4P  
    结果:系统中的光线 G !~BA*  
    BmM,vllO  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: HUghl2L.<  
    Lg?'1dg  
    6+FON$8  
    Z`*cI   
    所有在光导内传播的光线: Om^/tp\  
    BNy"YK$  
    ,YY#ed&l  
    %C)JmaQ{9  
    FOV:0°×0° 5;{Bdvcv  
    HDEG/k/~m  
    n,F00Y R  
    {eXYl[7n  
    FOV:−20°×0° ./ :86@O  
    :qbG%_PJ  
    yRYWx` G  
    X2`>@GR/>  
    FOV:20°×0° P&GZe/6Y  
    .}E)7"Qi,  
    [1*/lt|+p  
    *p3P\ H^5  
    VirtualLab Fusion技术 9X%Klm 5w  
    _E;Y ~I,i  
     
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