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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 Cq'KoN%nQ  
    huJ&]"C  
    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。 +xrr? g  
    #7MUJY+ 9  
    Z/t+8;TMR,  
    CaL\fZ  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ~y/ nlb!  
    gLy&esJl1  
    5*1D$mxD"  
    NdzSz]q}  
    任务描述 O*0l+mop  
    m^b Nuo  
    ;\=M; Zt  
    W3 'q\+  
    光导元件 ~} ,=OF-b  
    > U%gctIg  
    |NpP2|4h  
    BDR.AZ  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 y *fDwd~  
    *XT/KxLa7  
    R'C2o]  
    paKSr|O  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 P@9t;dZN  
    dvt9u9Vg=  
    ,M^P!  
    X{\F;Cb*  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 iZM+JqfU|D  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 v"#mzd.tW  
    hM{{\yZS  
    S/4^ d &Gr  
    jO!y_Y]B  
    出瞳扩展器(EPE)区域 {\c(ls{  
    HbXPok  
    UFp,a0|  
    w+1 |9Y  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: rEv$+pP  
    { S3ZeN,kZ  
    Fsif6k=4  
    %Ti}CwI`  
    设计&分析工具 1 D<_N  
    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。 E0MGRI"me  
    - 光导布局设计工具: K':K{ee>  
    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。 9J9)AV  
    - k域布局工具。 @I_8T$N=  
    分析你的设计的耦合条件。 6~1|qEe6I  
    - 尺寸和光栅分析工具。 <gJU?$  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 D"ND+*Q [X  
    7z!tKs"TMT  
    =jX8.K4]  
    rdJ d#S  
    总结-元件 5[* qi?w=  
    ,PWgH$+  
    l zYnw)Pv  
    IHJ=i-  
    %we u 1f  
    /4` 0?/V  
    结果:系统中的光线 0},PJ$8x  
    x)rM/Kq  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ReM=eS  
    (UU(:/  
    L:1^Kxg  
    Y6Lf@}2(i  
    所有在光导内传播的光线: XVv K2(  
    RV5n,J  
    Cb9;QzBVA#  
    2Fq<*pxAY  
    FOV:0°×0° 4*e0 hWp  
    D (h18  
    pBETA'fY  
    ~[\_N\rm  
    FOV:−20°×0° 7tcPwCc{  
    Lz:(6`S  
    oE(7v7iY  
    " e}3:U5n  
    FOV:20°×0° .h>8@5/s  
    bZ|FnY}FB  
    2UFv9  
    yp66{o  
    VirtualLab Fusion技术 K9OYri^TQ  
    KN7n@$8YM  
     
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