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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
    60ciI,_`  
    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。 -~JYfj@  
    Vh=U/{Rp1  
    [FF}HWf  
    ]LxE#R5V  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 qgfP6W$  
    '`<Fys&:  
    Fkpaou  
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    任务描述 ! N!pvK;  
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    光导元件 FVL{KNW~i  
    YuIF}mUr"  
    9I<~t@q5e@  
    <ty]z!B  
    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。 2)0J@r'  
    w 2U302TZ  
    `J03t\  
    Svo\+S  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 q o^mp  
    v ?,@e5GZ  
    .:Sk=r4u\  
    R)SY#*Y  
    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。 b]xoXC6@t  
        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。 k#\j\t-  
    ,=G]tnsv^  
    [N9yW uc  
    ;P;c!}:\b  
    出瞳扩展器(EPE)区域 3 4%B0  
    oqbz!dM(Z  
    ?D)$O CS  
    :IJ<Mmb  
    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: U~?mW,iRL  
    o%;ly  
    ,3-^EfccW  
    K*,,j\Q.  
    设计&分析工具 Q}<QE:-&E  
    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。 $-t@=N@vO?  
    - 光导布局设计工具: , #GB  
        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。 ;;Z'd@  
    - k域布局工具。 jgPUR#)  
        分析你的设计的耦合条件。 r7?nHF  
    - 尺寸和光栅分析工具。 { 29aNm  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 1HAnOy0   
    coPdyw'9&  
    -gt ?5H h  
    [Y, L=p  
    总结-元件 XSK<hr0m  
    0#uB[N  
    =23@"ji@D  
    > cWE@P  
    L1g0Dd\Ox  
         Ac|dmu  
    结果:系统中的光线 OA\] |2 :  
    ZADMtsk  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: T KAs@X,t  
    OUGkam0UK  
    \.H9e/vU`  
    -D=Sj@G  
    所有在光导内传播的光线: @^ -Y&N!b=  
    )YAU|sCAi$  
    cVxO\M  
    $)9|"q6  
    FOV:0°×0° SVn@q|N  
         kb/BE J  
    > 3(,s^  
         5%fWX'mS  
        FOV:−20°×0° GU@#\3  
    yx4pQL7  
    &zEBfr  
         2@z.ory.  
        FOV:20°×0° G![4K#~NM  
    jg{2Sxf!c  
    ~re}6-?  
         VzHrKI  
    VirtualLab Fusion技术 </xf4.C  
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