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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 g#Yqw  
    Tm` QZh3  
    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。 EB>laZy>  
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    #7'ww*+  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 lr^-  
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    任务描述 ] niWRl  
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    光导元件 pY-iz M L  
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    8/=[mYn`-  
    ^3*gf}  
    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。 h=)Im )  
    s-k-|4  
    f'r/Q2{n  
    KF7f<  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 S,Oy}Nv  
    62Jn8DwAT  
    IO,kP`Wcx  
    to,=Q8 )0  
    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。 y(N-1  
    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。 o@ ;w!'  
    Zwq uS9  
    E1VCm[j2  
    l;?.YtMg  
    出瞳扩展器(EPE)区域 $\a;?>WA"  
    :G}tvFcOAF  
    S%Ja:0=}?  
    5X~ko>  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: a^sR?.+3  
    TTqOAo[-Z  
    BRH:5h  
    )rj.WK.  
    设计&分析工具 L@G)K  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 uomFE(  
    - 光导布局设计工具: R[#5E|` `9  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ?g<*1N?:  
    - k域布局工具。 o AQ92~b  
    分析你的设计的耦合条件。 %/'[GC'y!  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Ke,-8e#Q  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 "~FXmKcX  
    oWJ}]ip  
    w7%N=hL1   
    .+B!mmp  
    总结-元件 3b PVKsY  
    ]enqkiS  
    5B98}N  
    rj{'X  /  
    N ~ LR  
    _I'O4s1S  
    结果:系统中的光线 KY_qK)H  
    6^ KDc  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: zpa'G1v  
    r3*wH1n  
    Jl^oDW  
    8#oF7eE  
    所有在光导内传播的光线: gW*ee  
    r Ssv^W+  
    }]?RngTt  
    o}Xp-P   
    FOV:0°×0° 06=eA0JI  
    R 6M@pO  
    c%B=TAs5c  
    "4r5n8  
    FOV:−20°×0° ~ 4&_$e!  
    h eh! cDK  
    VD=$:F]  
    bH,Jddc  
    FOV:20°×0° tB1Qr**  
    Th!S?{v   
    +ckj]yA;  
    Kfj*#) SZ  
    VirtualLab Fusion技术 -7+Fb^"L  
    -<<!eH  
     
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