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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 正序阅读 楼主  发表于: 2022-07-14
    gdr"34%vbM  
    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。 L'A9TW2  
    kfc5ra>&  
    FUTD/y]Lu  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 $tm%=g^  
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    任务描述 ue8"_N  
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    光导元件 WWBm*?U  
    Q%T[&A}3B  
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    Ez)hArxns  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 BG&XCn5g|  
    :@~W$f\y  
    aTWCX${~b  
    .D8|_B  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 'X%5i2  
    P$7i>(?(  
    ybY[2g2QJ  
    $S6%a9m   
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 *"qS  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 E:$EK_?:t  
    (&osR|/Tq  
    P Y&(ObC  
    ~[@gu,Wb  
    出瞳扩展器(EPE)区域 o'?[6B>oj  
    my]t[%Q{  
    T1*%]6&V|  
    iwVsq_[]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: ABaK60.O[O  
    "h`oT4j5q  
    :3N&&]  
    Abc%VRsT  
    设计&分析工具 @,^c?v  
    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。 1Qk]?R/DN  
    - 光导布局设计工具: '>:c:Tewy  
        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。 b2r]>*Vc  
    - k域布局工具。 UTS.o#d  
        分析你的设计的耦合条件。 wl.a|~-  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ^:cc3wt'3[  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 cp_<y)__  
    p}e1!q;N  
    ;@<Rh^g]  
    T0e- X  
    总结-元件 ^B?brH}  
    % B^BN|r  
    E' _6v  
    UbDpSfub  
    4Q17vCC*n  
         E (.~[-K4  
    结果:系统中的光线 KD* xFap  
    L/c`t7  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: r oM!%hb  
    HT%'dZ1  
    csjCXT=Ve  
    3j7Na#<tL3  
    所有在光导内传播的光线: <8iu:nR  
    b!4Z~d0=  
    PJF1+I.%c#  
     /~1Ew  
    FOV:0°×0° @L,4JPk  
         Q+7+||RW  
    N?s`a;Q[=  
         [/Sk+ID  
        FOV:−20°×0° -{z<+(K!$  
    q|ZzGEj:OV  
    :|a$[g5  
         tjg?zlj  
        FOV:20°×0° x8!uI)#tS  
    {\vcwMUzZ  
    POI|#[-V  
         z 4qEC  
    VirtualLab Fusion技术 hw({>cH\  
    v\2- %  
     
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