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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-12-12
    摘要 /@ !CKh`  
    v,-{Z1N%m  
    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。 +CH},@j  
    EKEjv|_)  
    `+'rib5  
    oBQ#eW aY  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 @bM2{Rh:  
    '|]e<Mt-  
    ptatzp]c#  
    6=4wp?  
    任务描述 ^'CPM6J  
    j Uv!9Y}F  
    >^q7c8]~g  
    Q$& sTM  
    光导元件 E#J';tUQ  
    !-2R;yo12  
    rk+#GO{  
    WV3|?,y]qm  
    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。 \P} p5k[  
    /kL $4CA  
    qPB8O1fyU  
    E J$36  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 q{s(.Uq$&  
    C{sLz9  
    8h3=b[  
    ] 2 #  
    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。 :tIC~GG]_)  
    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。 ur :i)~wXn  
    ,fK3ZC  
    ~$' \L  
    tQZs.1=z  
    出瞳扩展器(EPE)区域 sK{l 9  
    vS\%3A4^+5  
    kKD`rfyG \  
    M02uO`Y9  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 4h@Z/G!T3  
    O^/Maa/D1  
    jV.g}F+1m  
    {x'GJtpb  
    设计&分析工具 Fk(JSiU  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 (P&4d~) m  
    - 光导布局设计工具: 9lB]~,z  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 kb[P\cRa  
    - k域布局工具。 R@Gq)P9?  
    分析你的设计的耦合条件。 91Uj}n%  
    - 尺寸和光栅分析工具。 f;/QJ  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 h;=6VgXZ  
    Gpm{m:$L  
    *~m+Nc`D,N  
    &1+X\c+t b  
    总结-元件 &/Ro lIHF  
    Bo<>e~6P  
    wApMzZ(X2y  
    !61Pl/uQ  
    Pnd `=%w%]  
    Zy|Mz&  
    结果:系统中的光线 G^q3Z#P  
    kdb(I@6  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: : tWU .f#  
    P2nft2/eu?  
    n}s~+USZX  
    K}6dg<  
    所有在光导内传播的光线: -s6![eV  
    GTHkY*  
    {.yStB. T  
    DE2a5+^  
    FOV:0°×0° 1? FrJ6 V  
    1sP dz L  
    8k(P,o  
    7}*6#KRG  
    FOV:−20°×0° aZEn6*0B  
    TYI7<-Mp:[  
    C> [ Uvc  
    `vc "Q/  
    FOV:20°×0°  9CCkqB/  
    7LO%#No",  
    lN9=TxH1(;  
    U^qt6$bK  
    VirtualLab Fusion技术 *>VVt8*Et  
    lV.F,3  
     
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