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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 HUcq% .  
    R1Pk TZP&  
    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。 Y h7rU?Gj  
    O],T,Z?z  
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    md+nj{Ib  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 SP@ >vl+;  
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    bkRLC_/d  
    c7?_46 J  
    任务描述 #+JG(^%B  
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    光导元件 "<6G6?sz  
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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。 PYQ;``~x  
    +2(I1  
    \1d (9jR  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 AJt+p&I[J  
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    [2>yYr s_=  
    zy?.u.4L  
    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。 "33Fv9C#bK  
    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。 eP.wOl  
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    EJj.1/]|r  
    Uq[>_"}  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ^/uA?h:]\  
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    :8I9\eet3  
    Q}`0W[a ~  
    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: LU \i0|i|  
    j >Ht@Wi  
    j_/>A=OD  
    Ac96 [  
    设计&分析工具 |rY1US)S  
    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。 ~Uu4=  
    - 光导布局设计工具: @_-hk|Nl@  
    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。 C7XxFh  
    - k域布局工具。 :Hn6b$Vy8  
    分析你的设计的耦合条件。 ,ly\Ka?zO  
    - 尺寸和光栅分析工具。 i=ea ?eT`  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Az9?Ra;U  
    67VL@ ]  
    V n7*JS  
    1=r#d-\tR  
    总结-元件 >/g#lS 5  
    Jk&3%^P{m  
    0[A[U_b  
    6 rh5h:  
    k\wW##=v  
    t!*?dr  
    结果:系统中的光线 t 4PK}>QW  
    1G"z<v B  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: +Um( h-;  
    56}U8X  
    Bs13^^hu  
    t,QyfN  
    所有在光导内传播的光线: H]P. x!I  
    * ;-*x6  
    M.Y~1c4f  
    3?[dE<  
    FOV:0°×0° Y}x>t* I  
    1Y/s%L  
    ?@BTGUK"C  
    KmMzH`t}`  
    FOV:−20°×0° BD68$y  
    ,C K{F  
    ]|!OP  
    uvMy^_}L  
    FOV:20°×0° +$u$<z3Q  
    2gc/3*F8  
    p%#<D9S  
    |P[w==AAf  
    VirtualLab Fusion技术 fo5iJz"Z  
    /rM I"khB  
     
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