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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。 ^ b=5 6~[  
    11PLH0  
    f S(^["*G  
    muW`pm  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 e!TG< (S  
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    9NJ=~Ub-  
    ~3LhcU-  
    任务描述 Rc$=+K#  
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    光导元件 $_4oN(WSz  
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    d w|-=~  
    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。 AaJ,=eQ  
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    ,{#RrF e  
    d,Im&j_Z  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9\\@I =;  
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    CUAg{]  
    iKP\/LR<n  
    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。 okd  ``vG  
    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。 (:tTx>V#  
    WM~J,`]J  
    Sn{aHH  
    l4R<`b\Jt  
    出瞳扩展器(EPE)区域 iKR8^sj7S  
    3j[w -Lfp  
    p,_6jdz  
    Oc^6u  
    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: %fex uy4  
    ]%vGC^  
    ')Dp%"\?  
    p*(U*8Q  
    设计&分析工具 6KBzlj0T+  
    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。 GN~[xXJU  
    - 光导布局设计工具: s[vPH8qb  
    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。 W(]E04  
    - k域布局工具。 RE(=! 8lGR  
    分析你的设计的耦合条件。 B.CH9M  
    - 尺寸和光栅分析工具。 KoxGxHz^Y3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 yhJA;&}>  
    4{Yy05PFS  
    7g4M/?H}K  
    UIm[DYMS  
    总结-元件 xPn'yo  
    U_ N5~#9   
    2Be?5+  
    $)kBz*C[  
    x):k#cu[L  
    % RBI\tj  
    结果:系统中的光线 ci{9ODN  
    E9Qd>o  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Cnc\sMDJ\B  
    ]IbPWBX  
    D=q;+,Pc  
    Tvksf!ba  
    所有在光导内传播的光线: 1b %T_a  
    |R &3/bEr  
    9FIe W[  
    %FR^[H]  
    FOV:0°×0° #sm_.?P  
    I!soV0V U]  
    3_j C sX  
    ,:dEEL+>c  
    FOV:−20°×0° cA (e "N  
    [Q.4]K2  
    F`ZIc7(.{  
    ftI+#0?[!  
    FOV:20°×0° q|]0on~ ]  
    +{=_|3(  
    n.)[MC}  
    /v;)H#;  
    VirtualLab Fusion技术 zb~MF_&gE  
    #pm-nU%|_j  
     
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