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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。 ht S5<+Y  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 mMw&{7b:  
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    UGPD5wX?  
    任务描述 >b0e"eGt  
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    光导元件 X .g")Bt7  
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    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。 2|#3rF  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ])a?ri  
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    fdzD6K ZI  
    VzMoWD;  
    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。 9QI\[lT&  
    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。 Q4Q*5>  
    `yHV10  
    Hi9;i/  
    (9$/r/-a  
    出瞳扩展器(EPE)区域 q0w5ADd  
    N Q{ X IN~  
    nKh._bvfX  
    :*6tbUp  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: D C mNxN  
    g{f1JTJ7  
    HH2*12e  
    W<B8PS$  
    设计&分析工具 >u~ [{(d ,  
    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。 Cfb/f]*M  
    - 光导布局设计工具: *n2Q_o  
    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。 Jnm{i|6N  
    - k域布局工具。 EH]5ZZ[Z  
    分析你的设计的耦合条件。 W==HV0n  
    - 尺寸和光栅分析工具。 MlsF?"H p  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 &H,j .~a&l  
    <0R7uH  
    JHc|.2Oe  
    )-[ 2vhXz  
    总结-元件 Z.:5< oEKg  
    b2H!{a"  
    !Il>,q&F  
    9ToM5oQ  
    lyIstfRh15  
    @C7S^|eo  
    结果:系统中的光线 n@5pS3qZ  
    M,t8<y4 W/  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: wQp,RpM  
    v (=fV/  
    )Bl% {C  
    6k42>e*p  
    所有在光导内传播的光线: =5%jKHo+9z  
    _1dG!!L_  
    Xe*@`&nv@  
    ?qw&H /R  
    FOV:0°×0° 8b(UqyV  
    omECes)  
    W]_+3qvZ  
    )wpBxJ;dB}  
    FOV:−20°×0° 8:L%-  
    }%y_Lc L  
    W&z.O  
    Gc4N)oq)}b  
    FOV:20°×0° h^~eTi;c]Q  
    A T+|}B!  
    H4KwbTT"+  
    _xAdvr' W  
    VirtualLab Fusion技术 8:$kFy\A'  
    7u!R 'D  
     
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