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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。 VA&_dU]*  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 9G[!"eZ}  
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    任务描述 Kyq/'9`  
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    光导元件 H{x'I@+  
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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。 b(Zh$86  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 x"9`w 42\r  
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    n`8BE9h^  
    6!sC  
    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。 v6uR[18  
    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。 ,bzE`6  
    Ngi] I#V z  
    vMu6u .e  
    HL]8E}e\"  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Lp.dF)C\  
    %CV@FdB  
    RL4J{4K  
    #Z#rOh  
    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: mE=%+:o.  
    R&KFF'%  
    ,P ~jO  
    d0``:  
    设计&分析工具 td JA?  
    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。 ', ~  
    - 光导布局设计工具: /*Iq,"kGz  
    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。 @( p9}  
    - k域布局工具。 tAF#kBa\y_  
    分析你的设计的耦合条件。 >!sxX = <  
    - 尺寸和光栅分析工具。 2T 3tKX  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 G%ytp=N  
    S9RH&/^H  
    xl2;DFiYt  
    Oxsx\f_  
    总结-元件 |`eHUtjH  
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    `& ufdn\j  
    Yw=7(}  
    K93L-K^J  
    '^B[Krs'Z`  
    结果:系统中的光线 V3D`pt\[x  
    n=Ze p{^  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Rtpk_ND!  
    (%~^Kmfb0  
    C- 5QhD  
    M`  V<`  
    所有在光导内传播的光线: gZq _BY_U  
    CCDU5l$$  
    R*0]*\C z  
    jRiXN %  
    FOV:0°×0° p{|!LcSU$2  
    ]QC9y:3  
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    FOV:−20°×0° V#X#rDfJZ  
    ,="hI:*<  
    Th_PmkvC  
    6|uv+$  
    FOV:20°×0° #ZkT![ `  
    ^?J3nf{  
    C&|K7Zp0v  
    "w&IO}j;=  
    VirtualLab Fusion技术 or,:5Z  
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