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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。 RH=$h! 5  
    3`rIV*&_{  
    Bhx<g&|j  
    hBoP=X.~  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 n7+aM@G  
    |>@ -grs  
    }\4p3RQrz  
    T\cR2ZT~  
    任务描述 0T1ko,C!,e  
    R|H[lbw  
    !Z-9tYO  
    2x6<8J8v*  
    光导元件 wH#-mu#Yl<  
    `1$y(w]  
    ]DU61Z"v?b  
    [5!'ykZ  
    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。 vi<X3G6Xh  
    bz$Qk;m=H  
    n3*UgNg%fK  
    }R`Irxv4  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 +!Q!m 3/I  
    n+X1AOE[L  
    xHm/^C&px  
    Y=3X9%v9g  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 Pf{`/UlD  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 y%2%^wF  
    6GY32\Ac  
    8znj~7}#  
    jzMhJ  
    出瞳扩展器(EPE)区域 <8g=BWA  
    8g.AT@ ,Q  
    >1m)%zt  
    bd} r#^'K  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 2rF?Q?$,B  
    )\D2\1e(c  
    3Ca \`m)l  
    N&?T0Ge;  
    设计&分析工具 O >nK ,.  
    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。 B%TXw#|  
    - 光导布局设计工具: ESn6D@"  
    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。 k& WS$R?u  
    - k域布局工具。 +{5JDyh0  
    分析你的设计的耦合条件。 S@9w'upd  
    - 尺寸和光栅分析工具。 >_&~!Y.Z=  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 j?Cr31  
    @>M8Pe  
    67}]s@:l](  
    &7$,<9.  
    总结-元件 caGML|DeI  
    y T[Lzv#  
    UedvA9$&;  
    ;3 G~["DA  
    TTeAa  
    x1.3W j  
    结果:系统中的光线 )`B -O::  
    hZp=BM"bJ  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: R#"U/8b>z  
    >W>##vK  
    ^^n +  
    \Ku9"x  
    所有在光导内传播的光线: (iHf9*i CV  
    )$ ofl%+  
    {D;Xa`:O  
    XD;15a  
    FOV:0°×0° t7{L[C$  
    a/`c ef  
    a"`g"ZRx  
    /Oq1q._9F  
    FOV:−20°×0° mr:kn0  
    xB?S#5G}  
    !Z#_X@NFc  
    ke3HK9P;  
    FOV:20°×0° -D!#W%y8  
    p{A}p9sjx  
    LP5eFl`|T  
    m&Y; /kr  
    VirtualLab Fusion技术 '+ o:,6  
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