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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: 01-22
    摘要 P$ucL~r  
    |n`PESf_  
    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。 zb:kanb-  
    rLzW`  
    `*aBRwvK~  
    t`YWwI.  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 < bFy(+  
    V&*D~Jq  
    zsVcXBz  
    >3PMnI  
    任务描述 @ 7W?8  
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    j;\[pg MR/  
    光导元件 8KMv Ac  
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    uv]{1S{tb  
    jj,r <T  
    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。 w"8V0z  
    BvK QlT  
    =7 w>wW-  
    g)R1ObpZ  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 BpH%STEN  
    ~.oj.[ }  
    ag 8`O&+  
    Z\ )C_p\-  
    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。 f%XJ;y\,9H  
    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。 uel{`T[S  
    :(, mL2[  
    2*2:-o cl$  
    1~\M!SQ)  
    出瞳扩展器(EPE)区域 L:@fP~Erh  
    }mk>!B}=  
    z9DcnAs  
    |cd-!iJX-  
    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: XAuI7e  
    9v?l  
    #xT!E:W '  
    gXy -Mpzp  
    设计&分析工具 |=K_F3aJ  
    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。 6 BAW  
    - 光导布局设计工具: 2K{6iw"h  
    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。 lH2wG2  
    - k域布局工具。 >jTp6tu,  
    分析你的设计的耦合条件。 E[g*O5  
    - 尺寸和光栅分析工具。 FTf<c0  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 0* F}o)n/m  
    42+#<U7T  
    |+}G|hx@9  
    }6]0hWsN[  
    总结-元件 I#G0, &Gv  
    z|N3G E(.@  
    <1"+,}'x  
    Vf $Dnu@}z  
    w>e s  
    DjLL|jF  
    结果:系统中的光线 ig!7BxM)<h  
    Z?G&.# :  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: =L]Q2V}  
    GJA`l8`SQ  
    I#rubAl  
    ",Cr,;]  
    所有在光导内传播的光线: n<7q`tM#  
    bt/ =Kq#  
    <AoXEu D  
    ;zH HIdQ>-  
    FOV:0°×0° %)(Cp-b!  
     Mps5Vv  
    ZH 6\><My  
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    FOV:−20°×0° h6D^G5i  
    "TOa=Tt{,  
    nH-V{=**  
    vVxD!EL  
    FOV:20°×0° |`/TBQz:r  
    [wnDHy6W  
    qxOi>v0\H  
    4JyM7ePND}  
    VirtualLab Fusion技术 s^8u&y)3  
    R[B?C;+(O  
    OF U/gaO~  
     
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