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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。 UB^OMB-W.m  
    2+s#5K&i  
    )xm[mvt  
    4 '"C8vw.  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 _xY dnTEl  
    8n??/VDRl  
    c]}F$[>oN'  
    +adwEYRrr  
    任务描述 4M*Z1  
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    光导元件 x4bmV@b  
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    f*o+g:]3  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 Xrl# DN  
    ~)CGwST[  
    fb+_]{7g  
    Ua%;hI)j$  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 g~p43sVV  
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    &8\6%C  
    2Y>#FEW/  
    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。 L;h|Sk]{  
    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。 { k>T*/  
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    7?ICXhu9  
    "*< )pnJ  
    出瞳扩展器(EPE)区域 w~4T.l#1  
    #(7^V y&  
    O!se-h5mW8  
    YJGP8  
    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: ;oCSKY4  
    U3u j`Oq  
    (&MtK1;;  
    i0n u5kD+d  
    设计&分析工具 FQBE1h@k0u  
    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。 p~WX\;   
    - 光导布局设计工具: I;Pd}A_}=_  
    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。 `*WzHDv5p  
    - k域布局工具。 _1G;!eO  
    分析你的设计的耦合条件。 o-<XR9,N*  
    - 尺寸和光栅分析工具。 < &kl:|  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 wEZieHw  
    .B?fG)'WsF  
    Y0yu,   
    W[f%m0  
    总结-元件 @ 3rJ$6W  
    f}EsS  
    -H F1c  
    D@%!|:  
    IdoS6   
    ,zEPdhTX  
    结果:系统中的光线 &z05h<]  
    _6m{zvyX>  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ASB3|uy_  
    (%'`t(<  
    G\R6=K:f7  
    uSJLIb  
    所有在光导内传播的光线: XVF!l>nE  
    _7b4+ L  
    GX'S4B  
    ~7gFddi=i  
    FOV:0°×0° !yvw5As%  
    P6")OWd  
    b/_u\R ]-'  
    0v#p4@Z  
    FOV:−20°×0° 5S[:;o  
     ;{Yr|  
    -Un"z6*  
    OepQ Z|2  
    FOV:20°×0° V@+X4`T  
    'Z|Czd8E  
    tkmzOc H  
    =3nA5'UZ  
    VirtualLab Fusion技术 y Ni3@f  
    v|dt[>G  
     
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