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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 D@"g0SW4  
    HlEp Dph%  
    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。 X6s6fu;  
    'j>+eA>  
    z,/0e@B >  
    e R"XXF0u  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 9B &QY 2v  
    e _\]Q-  
    X^mv sY  
    AA&398F  
    任务描述 -#srn1A>  
    +!9&E{pmo  
    VP^Yph 8R  
    a86m?)-c  
    光导元件 t]1j4S"pm  
    N\XZ=t^h(  
     hM   
    g _fvbVX  
    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。 C 9IKX  
    1{\{'EP{  
    /5M@>A^?'  
    G!},jO*"  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 F#S^Q`  
    .sNUU 3xSC  
    1;E[Ml  
    zh7#[#>t  
    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 H&7Q{  
    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。 weCRhA  
    .-[uQtyWW  
    ])paU8u  
    Hm2}xnY  
    出瞳扩展器(EPE)区域 Rz% Px:M  
    {?*3Ou  
    oL0Q%_9hW  
    jG=*\lK6  
    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: pjr,X+6o  
    UEmNT9V  
    mlCw(i,  
    ^L}fj$  
    设计&分析工具 cQDn_Sjhi  
    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。 t6p}LNm(V  
    - 光导布局设计工具: U1(<1eTyu  
    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。 hY=#_r8  
    - k域布局工具。 0KqGJ :Ru  
    分析你的设计的耦合条件。 9u<4Q_I`  
    - 尺寸和光栅分析工具。 %0 (,f  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 3c] oU1GfF  
    dA-ik  
    {`fhcEC  
    X}b%gblx  
    总结-元件 0] e=  
    U085qKyCw  
    ^6;n@  
    @2Xw17[f35  
    T'.U?G  
    J<dr x_gc  
    结果:系统中的光线 a>A29*q  
    + 5E6|  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ") kE 1D%  
    \YO1;\W  
    ,^,KWi9  
    lC&U9=7W  
    所有在光导内传播的光线: %!$ua_8  
    [O*5\&6  
    f h05*]r  
    A,-UW+:  
    FOV:0°×0° \y?Vou/  
    5|YpkY  
    Dg~r%F  
    J$6tCFD  
    FOV:−20°×0° g2L^cP>2  
    \/,54c2  
    FyYD7E  
    bTB/M=M  
    FOV:20°×0° nWpqAb  
    vum6O 3  
    Q#NXJvI  
    B$A`-  
    VirtualLab Fusion技术 JSX-iHhW  
    HFYN(nz}[  
     
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