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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 $N[-ks2 {@  
    Fxwe,  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 g0w<vD`<g  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 F5Tah{  
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    任务描述 Hf P2o5-  
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    光导元件 :4|W;Lkd!  
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    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 m_~!Lj[u.  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 oGpyuB@A/  
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    >jU.R;H5  
    Tvr2K84l  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 OgjSyzc  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 (C/2shr 8  
    DYlu`j_ux  
    }9[E+8L1  
    2<Lnfc<^k  
    出瞳扩展器(EPE)区域 F"xD^<i  
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    4[t1"s~Wg  
    1au1DvH  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: ^`NU:"  
    Y9fktg.  
    ]c,ttS _  
    L 1=HD  
    设计&分析工具 CqQ>"Y  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 .XR`iX Y  
    - 光导布局设计工具: #|76dU  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 4R-Y9:^t  
    - k域布局工具。 e W&;r&26  
    分析你的设计的耦合条件。 B '\^[  
    - 尺寸和光栅分析工具。 4PUSFZK?  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 >$h*1/  
    [r%WVf.#d  
    :lQl;Q -e  
    D. !m*oq  
    总结-元件 \"BoTi'2!  
    WT$m*I  
    *Iv.W7 [  
    We3Z#}X  
    z+5l: f  
    r jfcZ@  
    结果:系统中的光线 490gW?u  
    (6i)m c(  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ed$g=qs>  
    (h>Jz  
    ,@"Z!?e  
    ZGrjb22M  
    所有在光导内传播的光线: %O-RhB4q  
    sU"D%G  
    ],vUW#6$N  
    o, e y.  
    FOV:0°×0° j&n][=PL  
    yNVuSj  
    &U\Xy+  
    cbvK;;  
    FOV:−20°×0° 7Yp;B:5@  
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    FOV:20°×0° .),%S}  
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    #|'&%n|Z  
    [wB-e~   
    VirtualLab Fusion技术 WK5~"aw  
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