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摘要 ss'#sPX mxsmW 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。 e`ti*1]q r=6-kC!T9
&3lg\&" "1>I/CM 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 =!m5'$Uz> 9X&Xc
xWlj.Tjt}
/n;-f%dL 任务描述 tr0P;}= BYuF$[3ya&
:&ir5xHS W|J8QNL?jm 光导元件 |f1 S&b. )$K )`uqb
?.E6Ube @~%R%Vu 有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 aOHf#!/"sb ]TQ2PVN2
]b!o(5m -L@4da[]i 输入耦合和输出耦合的光栅区域 %Cbqi.iuQ wJM})O%SQ
3wK{? <6g{vNA 为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 _4F(WC co 为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 c}GmS@ jY'svD~
f*KNt_|: {]1o($.u 出瞳扩展器(EPE)区域 _<pSCR0 Qa@b-v'by
(c;F%m| (UWWULV 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: %PozxF: umZy=KHj
DXu915 QcJ?1GwA" 设计&分析工具 %suSZw` 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。 Oz(0$c - 光导布局设计工具: SyFw 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 734)s - k域布局工具。 -t~l!!N( 分析你的设计的耦合条件。 !$N^Ak5# - 尺寸和光栅分析工具。 g
bDre~| 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]OIB;h;3 uFQ;}k;}
C3q}Dh+] tY~gn|M 总结-元件 e;L++D ^R- -&{I
5(RFkZn4[ |#9Nu9ak kt?G\H!} {a aI<u 结果:系统中的光线 Vb^P{F eV:I ::: 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: &?N1-?BjM R-8>,
pu#h:nb>88 "(bnr0 所有在光导内传播的光线: pQv`fr= {Q9?Q?
ZL/iX~}a' @@~OA>^ FOV:0°×0° q"){PRTm/ >g7}JI& ILi{5L >h:rYEsh8V FOV:−20°×0° @qj4rt" '}#=I 9=ss
yOR]r+8 f_A'.oq+ FOV:20°×0° x\(@v 7A:k
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