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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。 8wX+ZL: 9  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Z>x7|Q3CX  
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    z|3`0eWIG  
    任务描述 F)/~p&H  
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    光导元件 uNe}"hs  
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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。 (_w %  
    {_zV5 V  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 =w ^TcV  
    D3S+LV  
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    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。 As@ihB+(\  
    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。 pbDw Lo]  
    XogvtK*  
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    m ~u|VgD  
    出瞳扩展器(EPE)区域 0)d?Y  
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    $%g\YdC  
    Es'-wr\Hm  
    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: K2cq97k,d  
    qyg*n>nt  
    zmf"I[)  
    ;/@?6T"  
    设计&分析工具 h?0F-6z  
    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。 T3PX gL)o  
    - 光导布局设计工具: 9&jQ 35  
    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。 IQ3n@  
    - k域布局工具。 ku{XW8  
    分析你的设计的耦合条件。 ?}vzLgp  
    - 尺寸和光栅分析工具。 @Q;i.u{V  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 f.| |PH  
    dgS4w@)@V;  
    9i0M/vx  
    9>N\sOh  
    总结-元件 [ njx7d  
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    J?C k4dQ  
    $^}[g9]1  
    >b>M Km>q  
    xC-BqVJ%_T  
    结果:系统中的光线 {Q)dU-\  
    E{uf\Fc   
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ZB828T3  
    i{8]'fM  
    bE?'C h  
    uie~'K\y  
    所有在光导内传播的光线: %a5t15 9  
    On=u#DxQ  
    dM Y 0K  
    \a"i7Caa  
    FOV:0°×0° 9b1?W?"  
    B &?fM~J  
    vYDSu.C@a  
    ;SgD 5Ln}  
    FOV:−20°×0° 2\VAmPG.Zs  
    {AOG"T&<  
    q xfLfgu^  
    {>@QJlE0  
    FOV:20°×0° M;*$gV<x  
    5C/2b.-[  
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    VirtualLab Fusion技术 IAf$]Fh  
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