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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 #ozui-u>  
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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。 -%,=%FBi~4  
    g%TOYZr!X  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 9(6f:D  
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    任务描述 ?fW['%  
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    光导元件 >jz9o9?8  
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    &n9&k Em  
    ^p)#;$6b  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 z;DNl#|!L  
    Wz%H?m:g#  
    ZmI0|r}QbY  
    ,<k%'a!B  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 9A~w2z\G  
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    w p\-LO~  
    <p/zm}?')  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 `J] e.K  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 o%7-<\qS  
    pu~b\&^G  
    ~[%_]/#&%z  
    +-C.E  
    出瞳扩展器(EPE)区域 [;H-HpBaa  
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    ]"}BqS0  
    C#-HWoSi  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: Dj>eAO>  
    )xq=V  
    NOg/rDs'{  
    4C/G &w&  
    设计&分析工具 ?r 0rY?  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 Unvl~lm6  
    - 光导布局设计工具: z%S$~^=b  
    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。 DQ(0:r  
    - k域布局工具。 "AU.Eh"-1  
    分析你的设计的耦合条件。 v4<W57oH  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ^s6}[LDW>@  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 %N)B8A9kh  
    Z#.1p'3qm1  
    ^D<CoxG  
    nfbR"E jXr  
    总结-元件 fcxg6W'  
    D(l,Z  
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    ").gPmC  
    VwpC UW  
    <l(n)|H1P  
    结果:系统中的光线 &#L C'  
    U$mDAi$  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: )by7 [I0v  
    H1f='k]SZ  
    |Fe[RGi+8  
    d\uN  
    所有在光导内传播的光线: Q66 +  
    +q'\rpt  
    5mQ@&E~#W  
    pJx7S sW  
    FOV:0°×0° -=nk,cYn  
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    +@=V}IO  
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    FOV:−20°×0° P&sWn?q Ol  
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    FOV:20°×0° ''YqxJ fb  
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    VirtualLab Fusion技术 o>_})WM1[  
    Sp492W+  
     
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