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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 Wu@v%!0  
    P;V5f8r?  
    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。 N?l  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 d Z P;f^^  
    I*EHZctH  
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    任务描述 =y]F cxF  
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    光导元件 %ou@Y`  
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    O`TM}  
    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。 ={B?hjo<-  
    19*D*dkBR  
    k~=W1R%  
    i/j eb*d0  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 6g 5Lf)yG  
    eeCrHt4;  
    c^8csQ fG  
    c3!YA"5  
    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。 b>'y[P!  
    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。 @ayrI]m#>,  
    #sb@)Q  
    d_)VeuE2  
    >slGicZ0  
    出瞳扩展器(EPE)区域 m98w0D@Ee  
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    >"<<hjKJ  
    @!,W]?{  
    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: T3In0LQ  
    Y~P* !g  
    XG8UdR|  
    9PWqoz2c  
    设计&分析工具 j!/=w q  
    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。 }HxC ~J"  
    - 光导布局设计工具: !b?`TUt   
    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。 SxW.dT8{  
    - k域布局工具。 E=RX^ 3+}  
    分析你的设计的耦合条件。 Ct9dV7SH  
    - 尺寸和光栅分析工具。 QP<vjj%  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 P*3PDa@  
    9N;y^ Y\  
    }q=uI`  
    _&K>fy3t&  
    总结-元件 m?`?T   
    A*TO0L  
    ;C~:C^Q\H  
    k@9CDwh*s  
    gF~#M1!!  
    "q3W& @  
    结果:系统中的光线  ^9 Pae)  
    Zz^!QlF  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: `c/mmS  
    7Lx =VX#]q  
    +a74] H"  
    _7N^<'B  
    所有在光导内传播的光线: 57`9{.HB  
    \!s0H_RJY  
    LHHDD\X   
    P>qDQ1  
    FOV:0°×0° /YD2F  
    K%3{a=1  
    CNrK]+>  
    ]C5/-J,F  
    FOV:−20°×0° 2_ CJV  
    uM@ve(8\  
    xF7q9'/F  
    i~uoK7o|G  
    FOV:20°×0° nPj &a  
    =O'>H](Q  
    t+2,;G  
    dobqYd4`  
    VirtualLab Fusion技术 M:cW/&ZJ  
    <a)L5<#  
     
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