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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: 2022-07-14
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    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。 %_%Bb Qf  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ;DX g  
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    任务描述 C2C 1 @=w  
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    光导元件 , {X}C  
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    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。 J#xZ.6)  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 7#(0GZN9h%  
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    q~`dxq`}  
    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。 2p~}<B  
        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。 j]C}S*`"  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 3JEg3|M(  
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    Y_)xytJ$  
    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: P^AI*tH"m  
    28qlp>U  
    8SA" bH:  
    V1haAP[#  
    设计&分析工具 +kN,OK~  
    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。 %n 6NVi_[  
    - 光导布局设计工具: !e:_$$j  
        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。 5W0s9yD  
    - k域布局工具。 $0k7W?tu  
        分析你的设计的耦合条件。 ne: 'aq  
    - 尺寸和光栅分析工具。  &Ufp8[  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 q%LjOPE V  
    0O[le*3b  
    ,0c]/Sd*p  
    V!l?FOSZ  
    总结-元件 %JgdLnQE  
    (eAz nTU  
    b gxk:$E  
    3N 5@<:2`  
    P\WFm   
         \SoT^PW  
    结果:系统中的光线 cyo[HI?WM  
    Fv*Et-8tN5  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 33 ; '6/  
    m/"([Y_  
    n =WH=:&  
    mx#%oJnsi  
    所有在光导内传播的光线: mFeR~Bi>!  
    YmpaLZJ  
    XOLE=zdSp  
    Ot)S\s>  
    FOV:0°×0° =?Ui(?tI  
         "7'P Lo3O  
    p8 Ao{  
          i CLH  
        FOV:−20°×0° I,<?Kv  
    &>B"/z  
    r6kJV4I=re  
         ,`02fMOLc  
        FOV:20°×0° +xvn n  
    /!MVpi'6&  
    %`QgG   
         I)yF!E &  
    VirtualLab Fusion技术 <&#MX  
    6ypLE@Mk  
     
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