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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 Owt|vceT  
    c ow]qe6K  
    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。 a[).'$S}'  
    BBkYc:B=SA  
     a@mMa {  
    q2>dPI;3T  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 znVao %b  
    g+ZQ6Hz  
    s}m.r5  
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    任务描述 zI$24L9*  
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    光导元件 ;giW  
    P%%[_6<%M  
    TOUP.,f/!  
    )cF1?2  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 ccCe@1RI  
    k2 axGq  
    vH`m W`=  
    IJnh@?BC  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 !}[cY76_  
    QAI!/bB  
    qjc8$#zXS  
    RMrrLT  
    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。 moe5H  
    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。 -( d,AX  
    hp:8e@  
    ~YYg~6}vV  
    !"dn!X  
    出瞳扩展器(EPE)区域 kVG]zt2  
    ww0m1FzX  
    Y$L>tFA  
    *CnrzrKtQ  
    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: (l~3~n  
    Vv]81y15Q;  
    T@. $Zpz  
    .*0`}H+_  
    设计&分析工具 $AI0&#NM  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 *, Mg  
    - 光导布局设计工具: ^KK9T5H  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 [u=DAk?8  
    - k域布局工具。 eqFOPK5q  
    分析你的设计的耦合条件。 ^Z 9v_qB  
    - 尺寸和光栅分析工具。 0xNlO9b/  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 C6"bGA  
    ]0g%)fuMf  
    OP-%t\sj>  
    JN{xh0*  
    总结-元件 .x^`y2'U  
    guD?~-Q  
    <;?&<qMo,P  
    o}iqLe\  
    Q I.*6-(  
    /_,} o7@t~  
    结果:系统中的光线 JMT?+/Qbu  
    Vu6p l  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: a%wK[yVp  
    v{H3DgyG  
    i"rrM1/r  
    ,0~/ Cn  
    所有在光导内传播的光线: vGk}r  
    yL&_>cV  
    HxVQeyOR  
    K 7x,>  
    FOV:0°×0° Q~'a1R  
    ^z[-pTY  
    Kk^tQwj/QE  
    >:ZlYZ6sI  
    FOV:−20°×0° _n3Jf<Y  
    ~YuRi#CTD:  
    \E'Nk$V3  
    J6!t"eB+  
    FOV:20°×0° u%#s_R  
    y %k`  
    oadlyqlw#  
    S*H :/Ip  
    VirtualLab Fusion技术 d E@R7yU@  
    q5$z:'zE  
     
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