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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: 2022-04-15
    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。 I9 jzR~T  
    TUR2|J@n  
    Ni61o?]Nj  
    `S/;S<';  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 </h}2x  
    .\AbE*lZ#  
    yLCJSN$7  
    #mcGT\tQ  
    任务描述 h@(S];.  
    kT{d pGU9  
    ;kF+V*  
    Lc13PTz>>g  
    光导元件 Z|$OPMLX  
    d} ]jw4  
    | D,->k  
    g E;o_~  
    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。 [5Pin>]z  
    U>kL|X3 V  
    c{K[bppJ*  
    i;}mIsNBY  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 yixAG^<  
    4BAG GD2  
    R8<P}mv  
    G^/8lIj  
    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。 dgM@|&9*m  
    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。 \ POQeZ  
    H)l7:a  
    =-|,v*  
    * k ^?L  
    出瞳扩展器(EPE)区域  a EmLf  
    P+t`Rw  
    lcYjwA  
    r5S5;jL%t  
    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: i-*ZW:  
    l's*HExR  
    x l4A<  
    %#$K P  
    设计&分析工具 .7|Iausv  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 `PApmS~} .  
    - 光导布局设计工具: ]ovb!X_  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 | )M>;q   
    - k域布局工具。 1'"TO5  
    分析你的设计的耦合条件。 x|lX1Mh$  
    - 尺寸和光栅分析工具。 5VR=D\j  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 @UCr`>  
    kx31g,cf]w  
    /@QPJ~%8Ud  
    !ZrU@T  
    总结-元件 SM8Wg>  
    ~duF2m 72  
    {~cM 6W]f  
    zVyMmw\  
    h"$)[k~  
    e-Ma8+X\  
    结果:系统中的光线 ^9fY %98  
    YgL{*XYAt  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ) o`ep{<t  
    +nU=)x?38  
    hYB3tT  
    !\Vc#dslt  
    所有在光导内传播的光线: My<.^~  
    @P @{%I  
    !hWS%m@  
    kr>4%Ndm7  
    FOV:0°×0° u1;sH{YK>  
    r@u8QhD  
    Ym|%ka  
    / ?Hq  
    FOV:−20°×0° ~`X$b F  
    ]e6$ ={  
    .OcI.1H[  
    IN7Cpg~9%  
    FOV:20°×0° K(r@JW  
    w8}jmpnI  
    e?_uJh"  
    crQ_@@X?<  
    VirtualLab Fusion技术 Pl\NzB,`  
    i5cK5MaD  
    oy\U\#k   
     
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