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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 -$q/7,os  
    4ca-!pI0  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 *l^'v9  
    Y[DKj!v  
    `3KprpE8v  
    ?uN(" I  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 w;(gi  
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    任务描述 O /&%`&2  
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    光导元件 X A|`wAGP  
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    d/&|%Z r  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 {+:XVT_+  
    g@k9w{_  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 m =}X$QF`^  
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    Y zS*p~|  
    r\d:fot  
    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。 q#`^EqtUF  
    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。 =@ZtUjcJx  
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    @UX@puK`/  
    u2]g1XjeG  
    出瞳扩展器(EPE)区域 DZRxp,  
    c!Vc_@V,  
    [r8 d+  
    ,~xU>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: xUi!|c  
    R+0"B  
    )`mF.87b&h  
    - >I{ :#  
    设计&分析工具 D~OhwsL4  
    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。 `YNC_r#tG  
    - 光导布局设计工具: Qu FCc1Q  
    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。 SsX05>  
    - k域布局工具。 PV6 *-[  
    分析你的设计的耦合条件。 2gAdZE&Y  
    - 尺寸和光栅分析工具。 X-#mv|3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 :s '"u]  
    N>%KV8>{L  
    ?]D+H%3[$i  
    ]wpYxos  
    总结-元件 IQ=|Kj9h  
    BJxm W's/  
    [KI`e  
    y~c[sW   
    V)QR!4De  
    ( L\G!pP.  
    结果:系统中的光线 BON""yIC   
    vC<kpf!  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: YCBML!L  
    `AHNk7 t=  
    50bP&dj&  
    n3g WM C  
    所有在光导内传播的光线: NvHy'  
    >m6,xxTR  
    GnrW {o  
    u|>U`[Zpj  
    FOV:0°×0° ; 9&.QR(  
    {R!TUQ5  
    0*IY%=i  
    V'f5-E0  
    FOV:−20°×0° _<F@(M5  
    'a/6]%QFd!  
    zHc4e   
    b;`#Sea  
    FOV:20°×0° ?Gv!d  
    I cA\3j  
    $4*E\G8  
    f.84=epv  
    VirtualLab Fusion技术 +fCyR  
    X`v79`g_  
     
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