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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
    Zz,E4+'Rm  
    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。 \ d+&&ns  
    M8:gHjwsx  
    @q],pD  
    S;a{wYF6v  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 d9sl(;r  
    DU4NPys]y  
    O:q 0-  
    uRh`qnL  
    任务描述 ePa1 @dI  
    "<t/*$42  
    sr sDnf  
    z#SBt`c  
    光导元件 3 =KfNz_  
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    qeb:n$  
    }>6=(!  
    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。 mH}/QfUlq  
    OTl\^!  
    mBhG"0:  
    i_)j K  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 2N9 BI-a  
    Gyw@+(l  
    ~ 61O  
    \vs,$h  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 Y<#WC#3=  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ]tanvJG}'  
    s{2BG9s  
    &-470Z%/  
    d>M&jSCL  
    出瞳扩展器(EPE)区域 :\NqGS=<  
    K@Twiw~rB  
    KCGs*kp>  
    sf2_x>U1  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: r3mB"("Z'  
    qDxz`}Ly=  
    -P]J:7*0?\  
    E tWpBg  
    设计&分析工具 DzkE*vR  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 - (VV  
    - 光导布局设计工具: muwXzN(KX  
        设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 WOZf4X`[  
    - k域布局工具。 cYF R.~p  
        分析你的设计的耦合条件。 Pwt4e-  
    - 尺寸和光栅分析工具。 \O/EY&  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 2fT't"gw  
    43W>4fsc  
    zU:zzT}|TZ  
    \7nlwFAO  
    总结-元件 C0[Rf.*  
    VZ &>zF  
    hV;Tm7I2  
    [R)?93  
    mDC{c ?  
         S U~vS   
    结果:系统中的光线 _- H uO/  
    46o3F"  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: : FF:{&d  
    8RbtI4  
    !s/ij' T  
    wb 2N$Ew=  
    所有在光导内传播的光线: L`cc2.F  
    u|<Z};a  
    udX4SBq-pC  
    ={ c=8G8T  
    FOV:0°×0° l"p%]\tZ  
         9aD6mp  
    XA5gosq  
         e<dFvMO  
        FOV:−20°×0° =<s+cM  
    BhJqMK>'S  
     N c F  
         J)Dw`=O0n  
        FOV:20°×0° ?|Fu^eR%X  
    ,Ej2]iO\7  
    Jg/l<4,K,  
         #!u P >/  
    VirtualLab Fusion技术 [Maon.t!l  
     7=0uG  
     
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