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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 ?YFSK  
    6C_H0a/h&  
    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。 |Ntretz`\  
    o -x=/b  
    Rs]Y/9F;{  
    !9S!zRy@  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 {- &wV  
    LK|rLoia:  
    lR ZuXo9<  
    :y~l?0b&8  
    任务描述 z4[ 8*}  
    Re;[S[D7  
    RLVz"=  
    {f6~Vwf  
    光导元件 -!j5j:RR  
    5'rP-z~ u  
    (K kqyrb  
    zM%2h:*+{  
    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。 mnYzn[d3U  
    !J }Q%i  
    78'3&,+si  
    xCU pMB7  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 s9b+uUt%  
    Gd2t^tc  
    D<4cpH  
    F PAj}as  
    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。 DoEN`K\U  
    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。 > {h/4T@  
    l\bgp3.+  
    G/Yqvu,2!  
    ]E vK.ORy  
    出瞳扩展器(EPE)区域 OLJ|gunA#  
    %\ !3tN  
    =W'{xG}  
    V(!-xu1,  
    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: &~N@M!`Dn  
    mm`yu$9gbP  
    <QRRD*\  
    <`=(Ui$fD  
    设计&分析工具 oe1$;K>.7  
    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。 N9AM% H$7  
    - 光导布局设计工具: wn>?r ?KIB  
    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。 Cbr>\;sc2Z  
    - k域布局工具。 ,6T3:qkkvF  
    分析你的设计的耦合条件。 Ei\tn`I&  
    - 尺寸和光栅分析工具。 !-|{B3"6  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 >~* w  
    ,uhOf! |  
    -W"  w  
    T oK'Pd  
    总结-元件 OO?BN!  
    ~&8bVA= .  
    /HM 0p  
    0bI} s`sr  
    b~EA&dc  
    4wx _@8  
    结果:系统中的光线 %1PNP<3r0  
    j |:{ B  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: i{nFk',xX  
    R(cM4T.a  
    %@x.km3e2  
    2mPU /  
    所有在光导内传播的光线: ]@mV9:n{  
    H1kxY]_/  
    S5xum_Dq  
    ~g|z7o  
    FOV:0°×0° !I[|\ 4j  
    ~&T%u.u 7  
    }>~]q)]  
    nG !6[^D  
    FOV:−20°×0° iz\GahK  
    GMYfcZ/,K  
    g/e2t=qP  
    fg0zD:@rA  
    FOV:20°×0° +G?nmXG[vj  
    v?qU/  
    |qX[Dk  
    uO}UvMW  
    VirtualLab Fusion技术 ! 6: X]  
    ,e5#wz  
     
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