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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: 2024-12-12
    摘要 TY% c`Q5  
    F1BvDplQ>G  
    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。 (5] [L<L  
    Vfzy BjQ  
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    B ZU@W%E  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 XE_Lz2H`  
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    任务描述 CRCy)AS,t  
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    光导元件 H2|'JA#v  
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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。 Jq)k5X>&Sj  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 > A@yF?  
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    h{"SV*Xpk/  
    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。 qPz_PRje  
    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。 x(sKkm`Q  
    G)YmaHeI;[  
    ncadVheKt  
    ;\}d QsX  
    出瞳扩展器(EPE)区域 #*9 | \  
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    " ]k}V2l  
    .= ~2"P  
    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: ?99r>01>  
    ,V j&  
    H/`@6, j  
    @VHstjos^V  
    设计&分析工具 6K7lQ!#}Q  
    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。 Ys_L GfK  
    - 光导布局设计工具: G"3KYBN>  
    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。 z7BFkZ6+  
    - k域布局工具。 ?/T=G k  
    分析你的设计的耦合条件。 zk3\v "  
    - 尺寸和光栅分析工具。 oH4zW5  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 &b,A-1`w_  
    2A|mXWG}~  
    :I /9j=@1  
    xc-[gt6  
    总结-元件 .KG9YGL#  
    6&<QjO  
    A`~?2LH,~F  
    #F3'<(j  
    7g Ou|t  
    @ g`|ob]9  
    结果:系统中的光线 ODKh/u_  
    IC"ktv bHz  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: }+S~Ah?(  
    qp*~  |  
    yYe>a^r4R  
    BZTj>yd  
    所有在光导内传播的光线: [oBRH]9cq  
    HLthVc w  
    O%bltNEx1  
    LZG(T$dI  
    FOV:0°×0° `=V1w4J  
    [vuikJP>1k  
    rFt +Y})  
    D|$0~1y  
    FOV:−20°×0° !Q_Kil.9  
    FeZWS>N  
    !]7b31$M_  
    s!D?%  
    FOV:20°×0° z*b|N45O  
    (7,Q4T  
    8kd):gZKZ  
    c*axw%Us  
    VirtualLab Fusion技术 "g"%7jK  
    P! j*4t  
     
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