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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 k>ErD v8  
    ExG(*[l  
    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。 [~N;d9H+*1  
    htB7 j(  
    O=A R`r#u  
    Pk;w.)kT  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 x;[ .ZzQ  
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    qe.QF."y  
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    任务描述 _s;y0$O  
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    光导元件 nZioFE}  
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    ZFLmD|q#{  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 M@TG7M7Os  
    [ bnu DS  
    _\>y[e["p  
    L$=R/l  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 cB,^?djJ3  
    GXZ="3W |  
    ^\v]Ltd  
    7 (2}Vs!5  
    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。 =OK#5r[UV  
    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。 >Cr"q*  
    P"NI> HM  
    }tt%J[  
    IGTO|sT"  
    出瞳扩展器(EPE)区域 1t e^dh:Vp  
    $tu   
    L<V20d9  
    OmuE l>  
    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: | +;ZC y  
    u [qy1M0  
    =\]gL%N-|  
    #)S}z+I  
    设计&分析工具 d_ =K (}eR  
    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。 9SeGkwec?$  
    - 光导布局设计工具: .45wwouZkc  
    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。 K21Xx`XK  
    - k域布局工具。 -}m  
    分析你的设计的耦合条件。 ai;!Q%B#Q  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ++~ G\T9H  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 p+P@I7V  
    XF: wsC  
    %# uw8V  
    <uIPv Zsx  
    总结-元件 HZ<#H3_ix  
    9]3l'  
    ~jw:4sG  
    iY>x x~V  
    IG0_  
    ?4SYroXUX|  
    结果:系统中的光线 _LF'0s*  
    8GxT!  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: U+VJiz<!  
    ,;6%s>Cvd(  
    xF UD9TM  
    S*}GW-)oA  
    所有在光导内传播的光线: > X  AB#  
    TJP;!uX  
    |g7)A?2J~  
    =O8YU)#  
    FOV:0°×0° p3fV w]N  
    4oF,;o+v\4  
    R@WW@ Of  
    ruqE]Hx9(  
    FOV:−20°×0° vasw@Uto)  
    '_g&!zi8~  
    %/zHL?RqJ  
    rREev  
    FOV:20°×0° ,=!s;+lu{  
    F4(;O7j9  
    VII`qbxT  
    )FB<gCh7X  
    VirtualLab Fusion技术 *RkvM?o@jC  
    A f?&VD4K  
     
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