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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 Yp;Z+!!UZ  
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    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。 sT2`y$ '  
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    >ceC8"}J5M  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 l%"DeRp,/  
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    V4V`0I  
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    任务描述 pJ/]\>#5  
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    光导元件 %"mI["{  
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    q@bye4Ry%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。 uE')<fVX(  
    NgyEy n \  
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    Q/]~`S  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 1*hEbO  
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    3k/E$wOj  
    U| Fqna  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 gdf0  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 _{k*JT2  
    MQwxQ{  
    zb9G&'7  
    6}E>B{Y  
    出瞳扩展器(EPE)区域 .yy*[56X  
    =fRS UtX  
    ,:(s=J N+  
    {UP[iw$~  
    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: Qpmq@iL  
    c%pf,sm'  
    g}<jn'@{  
    ~#)hqU'  
    设计&分析工具 Bu=1-8@=qs  
    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。 t~o"x.  
    - 光导布局设计工具: ,.9lz  
    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。 vmAnBY  
    - k域布局工具。 d|RUxNjM-J  
    分析你的设计的耦合条件。 SDC|>e9i  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ;9z|rWsF  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 <Tgy$Hm  
    o @L0ET  
    >b2!&dm  
    `r1}:`.m,  
    总结-元件 g0zzDv7~  
    n%F _ 3`  
    >M2~p& Si  
    BQ Pmo1B  
    uluAqDz`  
    ]4H)GWHKg  
    结果:系统中的光线 `qhT  
    $4g {4-)  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: nDraX_sm=  
    j<(E %KN3  
    fU|v[  
    aU(.LC  
    所有在光导内传播的光线: P'8RaO&d  
    6m?<"y8]  
    !lfE7|\p  
    0`S{>G  
    FOV:0°×0° "G@K(bnHn  
    c0Ih$z  
    Uwkxc  
    a 4ViVy  
    FOV:−20°×0° bSw^a{~)  
    @!OXLM   
    eX#.Zt]  
    ExtC\(X;  
    FOV:20°×0° rn)Gx2 5  
    .@)vJtH)  
    #[jS&rr(  
    1+*sEIC"  
    VirtualLab Fusion技术 hYzP6?K"  
    *S*49Hq7c  
     
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