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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
    c@&`!e  
    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。 q b[UA5S\`  
    B(zcoWQ*B  
    nG~#o  
    `a+"[%  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 Z=|NoDZ  
    jfOqE*frl!  
    G%q^8#  
    j} .,|7X  
    任务描述 zT< P_l  
    kLfk2A;'i  
    YTk"'q-  
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    光导元件 !VzbNJ&'  
    ^{m&2l&87  
    oLh 2:c  
    z5_#]: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。  A|90Ps  
    }iE!( l  
    vTk\6o q  
    d8p<f+  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ?B5934X  
    P2t{il   
    ~M !9E])  
    <8,,pOb  
    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。 $.0l% $7  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 .m^L,;+2  
    er44s^$  
    CBrC   
    d7 W[.M$]  
    出瞳扩展器(EPE)区域 #=81`u  
    ulAOQGZ  
    `J v~.EF%  
    zcrM3`Zh  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: iKVJ c=C  
    [WXa]d5Y  
    5nA *'($j  
    v&]k8Hc-  
    设计&分析工具 Gp.XTz#=  
    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。 0g{`Qd  
    - 光导布局设计工具: Mcfqo0T-  
        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。 =uil3:,[S  
    - k域布局工具。 4b/>ZHFOF;  
        分析你的设计的耦合条件。 vWh]1G#'p[  
    - 尺寸和光栅分析工具。 "+{>"_KV  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ,ej89  
    a^5.gfzA  
    t8:QK9|1  
    {n'+P3\T:  
    总结-元件 9[@K4&  
    sWKe5@-o0  
    T4fVZd)x  
    U-6pia /o  
    X?gH(mn  
         ->S# `"@$  
    结果:系统中的光线 S@^o=B]]  
    D9 \!97  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: CEXD0+\q  
    nb|KIW  
    j0q:i}/U,  
    BufXnMh.  
    所有在光导内传播的光线: DPg\y".4Y&  
    /YrBnccqD  
    R[vA%G  
    ui .riD[,O  
    FOV:0°×0° ;%`oS.69  
         vP @\"  
    b uOpHQn  
         !V O^oD7  
        FOV:−20°×0° ~bnyk%S o  
    Gzw9E.Hk  
    G4jyi&]  
         y{k65dk-  
        FOV:20°×0° 6cVJu%<V  
    F[5sFk M7  
    'Z}3XVZEN  
         \NF5)]:  
    VirtualLab Fusion技术 Ej#pM.  
    'jA>P\@8  
     
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