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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。 `c'R42SA { v#wU
p{w:^l( >L,Pw1Y0W[ 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 s/0~!0 I0v4TjHH
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]<:qMLg 任务描述 !f)^z9QX8 68nBc~iAm
@0fiui_ ?xYoCn}Z 光导元件 FGu#Pa @9\L|O'~?
b9"HTQHl `+ 5,=S 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。 rk< 3QXv C>Cb
#jT=;G7f2 I@l }%L 输入耦合和输出耦合的光栅区域 hg+0!DVx (<ngdf`,
' qN"!\ ]Aa.= 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。 CNrK]+> 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。 ]C5/-J,F {]3Rk
C0[Z>$ vl:V?-sY 出瞳扩展器(EPE)区域 lvk
r2Meu< qTrb)95
-"/l)1ox, G\/7V L 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: N\W4LO6 f ]DO2r
Nj$h/P 0)E`6s#M 设计&分析工具 }o2e&.$4d VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 oh.8WlI - 光导布局设计工具: V^qkHm e 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 H*vd - k域布局工具。 N)o/}@]6 分析你的设计的耦合条件。 sX|bp)Nw - 尺寸和光栅分析工具。 w0YV87 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ]n^TN
r7 ,n/^;. _1
mFW/xZwR,5 D5jZ;z} 总结-元件 ]hjA,p@Q n}toUqUnk\
ZmzYJ$:6 v>E3|w% _l$X![@6= ]}s'`44J9e 结果:系统中的光线 ]97`=,OUg hWfC"0 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上:
:JfT&YYi" MfK}DEJK,
6;%Ajx z3(:a' 所有在光导内传播的光线: 0uwe,; :Mzkm^7B
0)nY- f0 drW}w+! FOV:0°×0° #xe-Yw1! @zAav> dXewS_7 m5KAKpCR, FOV:−20°×0° _~a5;[~ PBY^m+
4j VFzO%. #SIIhpjA( FOV:20°×0° 4I7;/ZgALQ ns`njx}C
T<S_C$O 1-:{&! VirtualLab Fusion技术 $R_RKyXzo GZk{tTv
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