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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。 w ods   
    P}5bSQ( a3  
    9AhA"+?  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 7afG4 (<k  
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    任务描述 Ya\:C]   
    xJ{r9~  
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    光导元件 WFahb3kx  
    8\P,2RSnt  
    l3F$5n  
    (["kbPma  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 +&VY6(Zj+*  
    ux1(>  
    EIQ3vOq6  
    i4i9EvWp  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 T~/>U&k}J  
    oc] C+l  
    +W[f>3`VQ  
    DmuQE~DV  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 VNT?  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 t{iRCj  
    2@Yu: |d4U  
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    &t8,326;  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Yl&[_ l  
    5\h 6"/6Df  
    G) KI{D  
    }FS_"0  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: E~WbV+,3  
    H ;=^ W  
    bi+M28m  
    fn 'n'X|  
    设计&分析工具 Yz0fOX  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 td%J.&K_*'  
    - 光导布局设计工具: )-5eIy  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 )cizd^{  
    - k域布局工具。 ?:`sE"  
    分析你的设计的耦合条件。 zo@vuB.  
    - 尺寸和光栅分析工具。 P ah@d!%A  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 {0F/6GwUC  
    Q`8-|(ngw  
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    tL;.vRx  
    总结-元件 Ey: ?!  
    `=hCS0F  
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    0'F/z%SMj  
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    ',`Qx{tQ)  
    结果:系统中的光线 kBA.N l7  
    In?+  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: [>dDRsZ  
    7P3/Ky@6  
    g`'!Vgd?M[  
    /_J{JGp9  
    所有在光导内传播的光线: Conik`  
    zdPJ>PNU  
    x#SE%j?  
    g$e|y#Ic$  
    FOV:0°×0° e)?}2  
    \='LR!_  
    C=oeRc'r1W  
    l:@=9Fp>  
    FOV:−20°×0° WxYEu +_  
    ef7 U7   
    0/] h"5H3  
    EMe1!)  
    FOV:20°×0° FXT^r3  
    A/a=)s u  
    hx@@[sKF7  
    [g}#R#Y)  
    VirtualLab Fusion技术 f@!9~s  
    _y6iR&&x  
     
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