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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
    uLF\K+cz  
    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。 &MBOAHhze  
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    8}]l9"q(  
    UX03"gX  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 'w :tq  
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    任务描述 Ti /;|lP@  
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    光导元件 "bL P3  
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    bwv/{3G,Ys  
    W5 M ]  
    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。 3ZLr"O1l)  
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    /2=_B4E2  
    qFB9,cUqh  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 aU,0gvI(}  
    }mkA Hmu4  
    Nu>sp,|A  
    $@XPL~4  
    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。 y=y/d>=w  
        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。 7] R6  
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    _:/Cl9~  
    出瞳扩展器(EPE)区域 h'z+8X_t  
    rcD.P?"  
    5M/%%Ox  
    1_p[*h  
    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: e)fJd*P  
    {m1t~ S   
    /1s9;'I  
    $_%2D3-;D  
    设计&分析工具 eP-R""uPw  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 w yuJSB  
    - 光导布局设计工具: *RUd!]bh  
        设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 \rB/83[;u  
    - k域布局工具。 4DG 9`5.  
        分析你的设计的耦合条件。 a,F8+ Pb>  
    - 尺寸和光栅分析工具。 bqf]$}/8k  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 Lrm tPnL  
    8VBkIYgb  
    ;@=@N9q K  
    |TNiKy  
    总结-元件 QBN=l\m+  
    ,_e/a   
    x _YV{  
    =B ,_d0Id  
    ]e#,\})Br  
         W? 6  
    结果:系统中的光线 :c+a-Py $E  
    A1=$kzw{UH  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: .wt>.mUH  
    w2M IY_N?  
    ps{&WT3a  
    *cb D&R\  
    所有在光导内传播的光线: 3>:zo:;  
    _z_3%N  
    ]ZU:%Qhu  
    S|=rF<]my  
    FOV:0°×0° O #p)~V8~  
         Rzn0-cG  
    ho SU`X  
         z!t3xFN&/  
        FOV:−20°×0° '6Z/-V4k  
    D; 35@gtj  
    :a^,Ei-&  
         3ec==.  
        FOV:20°×0° OA8b_k~  
    jT wM<?  
    ;]O 7^s#v  
         !]jNVg  
    VirtualLab Fusion技术 aS1P]&  
    (fLbg,  
     
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