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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 zw%n!wc_\  
    Ql6ai  
    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。 44fq1<.K  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 _WjETyh [H  
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    任务描述 s2kZZP8-  
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    光导元件 L/iVs`qF  
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    @BHS5^|  
    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。 v<J;S9u=  
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    DP6{HR$L  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 x 1xj\O  
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    @;n$caw  
    |n6 Q  
    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。 kj3o1Y  
    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。 }MavI'  
    ^tKOxW# a  
    1-NX>E5  
    L..X)-D2 n  
    出瞳扩展器(EPE)区域 wq_oh*"  
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    t{S{!SF4  
    K%TKQ<R|  
    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: [ls ?IFg  
    )x:j5{>(  
    !{ESeBSCG  
    3Gd&=IJ  
    设计&分析工具 0-~6} r$  
    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。 %`\_l  
    - 光导布局设计工具: *"QE1Fum'  
    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。 t|U2 ws#  
    - k域布局工具。 i(f;'fb*  
    分析你的设计的耦合条件。 !E:Vn *k;  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Y\z\{JW  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 `w=H'"Zv  
    J_[[BJ&}x  
    5f*'wA  
    L|1zHDxQ  
    总结-元件 Nb!6YY=Ez-  
    F3 l^^ Mc  
    j]l}K*8(  
    !>2\OSp!  
    c'#J{3d  
    X@AkA9'fq  
    结果:系统中的光线 vwH7/+  
    7(g&z%  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: n `T[eb~  
    =O'%)Y&  
    AUjTcu>i  
    Q%VR@[`\  
    所有在光导内传播的光线: [`-O-?=  
    2l(j 4~g  
    j _9<=Vu  
    &|\}\+0Z  
    FOV:0°×0° KIBZQ.uG  
    5F sj_wFk  
    pL/.JzB  
    jG(~9P7  
    FOV:−20°×0° PW//8lsR  
    Qp{-!*  
    ;q&D,4r]  
    XhD fI &  
    FOV:20°×0° ^RAFmM#F  
    W>wi;Gf#  
    RowiSW  
    JR<-'  
    VirtualLab Fusion技术 Bpo68%dx89  
    TIh zMW\/K  
     
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