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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 @>da%cX  
    (UpSi6?\  
    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。 /@q_`tU  
    #;+GNF}0mG  
    bBGLf)fsTG  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 W Qe>1   
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    LqW~QEU(  
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    任务描述 S-My6'ar  
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    光导元件 n{|~x":9V  
    23 3jT@Z  
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    Nq-qks.&  
    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。 s %/3X\_  
    +hi!=^b]  
    NU81 V0:jG  
    L_O m<LO2  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 }{HlY?S  
    ZfoI7<?33  
    @r=O~x  
    MK,#"Ty}zK  
    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。  zoA]7pG-  
    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。 iWO16=  
    !M\8k$#"n  
    `N;JM3 ck  
    E<Efxb' p  
    出瞳扩展器(EPE)区域 (zte'F4  
    7iT#dpF/A  
    4; y*y tY*  
    SK#; /fav6  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: uK1DC i  
    <t\!g  
    L `3x0u2  
    !np-Jmi  
    设计&分析工具 >,7 -cm=.  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 \\xoOA.  
    - 光导布局设计工具: ~}+F$&  
    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。 VI/77  
    - k域布局工具。 LS <\%A}  
    分析你的设计的耦合条件。 Gg8F>y<[R  
    - 尺寸和光栅分析工具。 b dP @^Q  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 "K;f[&xO,o  
    <BEM`2B  
    7\HjQ7__  
    \$$DM"+:;H  
    总结-元件 IZn|1X?}\s  
    "MOM@4\  
    n Hz Xp:"  
    bW-9YXj%  
    }Ox5,S}ra  
    9=TjSRS  
    结果:系统中的光线 hR(\%p  
    "V'<dn  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: |ZC@l^a7  
    epXvk &  
    :"{("!x   
    D?A3p6%  
    所有在光导内传播的光线: K+|G9  
    3qggdi  
    ';'gKX!9V  
    Qa>t$`o`  
    FOV:0°×0° | $  
    ~)vq0]MRg  
    Klrd|;C  
    (J} tCqP  
    FOV:−20°×0° F}MjZZj(U=  
    ^Q,-4\ec  
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    7!F<Uf,V3  
    FOV:20°×0° t[}&*2"$/  
    jJbS{1z  
    e>J.r("f  
    x<d2/[(}mT  
    VirtualLab Fusion技术 Z@(m.&ZRx  
    7G':h0i8  
     
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