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2022-07-14 09:08 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
z;)% i f6 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。 D!CGbP( G1BVI:A&S
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4 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 0nX5
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lB3X1e9 任务描述 49yN|h;c! >ObpOFb%
uPpP") 5 m:nh<)# 光导元件 d)@MMF UqH7e c
[(1O_X(M 6BMn7m? 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。 3!I8J:GZ: K4KmoGb
ck;owGlT yTk9+ > 输入耦合和输出耦合的光栅区域 gS!M7xy Nt)9-\T
V&G_Bu~ W'[!4RQL 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。 /*[a>B4-q 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。 m&2m' =( 3WhJ,~o-y
/dO&r'!: `7NgQ*g.d/ 出瞳扩展器(EPE)区域 HH dc[pJ0D e.Ii@<
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0 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: 8`+X6iZOQ ;^;5"nh
kb>9;-%^JK )K}b,X`($ 设计&分析工具 6;VlX,,j 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。 )]>9\( - 光导布局设计工具: iS{)Tll}& 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。 !R-UL#w9W' - k域布局工具。 r`5;G4UI 分析你的设计的耦合条件。 b{sFN! - 尺寸和光栅分析工具。 o)NWsUXf 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 CNzK-,
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G"'DoP7p9 sbgRl% 总结-元件 Bk8U\Ut ?p`}6s Q}
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WvR}c L&eO?I=, 结果:系统中的光线 Ros5]5=dP :QN,T3i'/3 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: eudPp"Km W2REwUps
J9/w_,,R$ NvYgRf}uh 所有在光导内传播的光线: ]J~5{srq: WS;3a}u
]SK (cfA` 6~^+</? FOV:0°×0° VGTo$RH ^y&l!,(A
j&8U:Q, #*w$JH FOV:−20°×0° \2W( >_z 2PRGwK/
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