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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 i`R(7Z  
    rykj2/O  
    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。 ]I8]mUiUH  
    WqR7uiCi  
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    27Cz1[oX  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 H<$pHyxU  
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    任务描述 $.``OxJk%  
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    光导元件 7:z>+AM[r  
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    A 0 S8Dh$  
    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。 Z>X9J(=  
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    Ndo}Tk!  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 gAj0ukX5  
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    -!@H["  
    @51z-T  
    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。 dr.**fGYde  
    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。 5QKRI)XpZ  
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    vz- 9<w;>a  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 EK^JLvyT  
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    3T"2S[gT  
    uijq@yo8-  
    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: JvKO $^  
    e jP,29  
    1]"D%U=  
    )uANmThOz  
    设计&分析工具 Rk}\)r\  
    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。 2TE\4j  
    - 光导布局设计工具: G!nl'5|y  
    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。 [SK2x4  
    - k域布局工具。 ur?d6 a  
    分析你的设计的耦合条件。 XAw2X;F%  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ~azF+}x90N  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 >s;oOo+5  
    4 U3C~J  
    )ZQHa7V  
    JtSuD>H`"  
    总结-元件 -K:yU4V  
    Qk?jGXB>^  
    P;^y|0N m  
    -b@v0%Q2M*  
    X'YfjbGo  
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    结果:系统中的光线 %=laY_y G  
    W,xi> 5k  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ,.~ W  
    gmXy>{T  
    ue,#, 3{m  
    ~D<7W4c  
    所有在光导内传播的光线: E~'q?LJOB  
    98X!uh'  
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    >`<Ued  
    FOV:0°×0° >.a+:   
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    ,O$Z,J4VL  
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    FOV:−20°×0° Gtj (  
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    pw0Px  
    FOV:20°×0° u)<Ysx8G  
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    ck(CA(_  
    VirtualLab Fusion技术 ;n% ]*v  
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