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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。 e{^:/WcYB  
    ?/o2#iJx  
    "3U{h]  
    D[?k ,*  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 |V5$'/Y  
    ]+^;vc 1r  
    m1~qaD<DZ$  
    j|^-1X  
    任务描述 2N8rM}?90  
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    Verbmeg&n  
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    光导元件 o 2[vM$]  
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    [4K9|/J  
    CT$& zEIm  
    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。 VJ~X#Q  
    ~8KF<2c   
    4yJ*85e]  
    Q1O_CC}  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Gvt;Q,hH  
    EI?d(K  
    1Pw(.8P  
    ;~'cITL  
    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。 vp )}/&/  
    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。 ~x4{P;y  
    Mp^OL7p^^  
    Zq\RNZ}  
    :_{{PY0PK  
    出瞳扩展器(EPE)区域 v&[X&Hu[  
    &;~2sEo,  
    Q`@$j,v  
    ;Sx'O  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: Tc'{i#%9j  
    t+W=2w&  
    t?du+:  
     Gh)sw72  
    设计&分析工具 4."o.:8x  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 5v Uz  
    - 光导布局设计工具: Q+u#?['  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 @dWS*@  
    - k域布局工具。 (dLE<\E  
    分析你的设计的耦合条件。 tn:/pPap  
    - 尺寸和光栅分析工具。 !yV,|)y5F  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 sT[av  
    r {/ G\  
    }ZM*[j  
    y'0dl "Dy\  
    总结-元件 #TW>'l F  
    3gPD(r1g  
    St~SiTJU  
    M3jv aI  
    P- `~]]  
    9A* ?E  
    结果:系统中的光线 3x(MvW30Lg  
    Tjeo*n^  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: #pDGaqeX  
    -hU>1ux&V  
    *1o+o$hY2  
    T$.-{I  
    所有在光导内传播的光线: Jm);|#y  
    UgD'Bi  
    .5KC'?  
    C<wj?!v,F[  
    FOV:0°×0° lEYT{  
    ~f]r>jQM  
    Qa7S'(  
    QNa}M{5>h  
    FOV:−20°×0° \:_.N8"  
    z[|PsC3i:  
    >Xh(`^}SQ*  
    xvx\H'  
    FOV:20°×0° ^pQo`T6  
    \@}$Wjsl  
    CyK$XDHa  
    XoxR5arj  
    VirtualLab Fusion技术 CSX$Pk*  
    "k6IV&0 3x  
     
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