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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
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    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。 zsXgpnlHT  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ,Q-,#C"  
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    任务描述 wHj 1+W  
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    光导元件 >K9Ia4I,  
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    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。 e P@#I^_  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 :hZM$4  
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    }=/zG!+  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 W#F9Qw  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ?XHQdN3e  
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    ^v; )6a2  
    出瞳扩展器(EPE)区域 i//H5D3  
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    >5 -1?vi  
    N(7 XILC  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: "U}kp#)  
    ;7P '>j1?U  
    spV7\Gs.@  
    j L|6i-?!  
    设计&分析工具 .g8*K "  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 9lb?%UFe  
    - 光导布局设计工具: /3ohm|!rW  
        设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 G,)zn9X  
    - k域布局工具。 Z=]SAK`  
        分析你的设计的耦合条件。 S~Gse+*  
    - 尺寸和光栅分析工具。 ?@ oF@AEx=  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 2`4m"DtA  
    /pj[c;aO  
    l{[@Ahb}?  
    \V>5)R n  
    总结-元件 = QBvU)Ki  
    p/ ITg  
    p3M!H2W  
    ;M3%t=KV  
    %zcA|SefP  
         (.4lsKN<  
    结果:系统中的光线 (DiduSJ  
    iww/s  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ' h7Faj  
    RrMEDMhk6  
    8}0wSVsxV$  
    7zG r+Px  
    所有在光导内传播的光线: /.SG? 5t4  
    ["3dr@T9Z  
    K?uZIDo  
    3uuIISK  
    FOV:0°×0° fp [gKRSF  
         ]}v]j`9m%  
    O <Rh[Aqn  
         Xq135/d  
        FOV:−20°×0° {:1j>4m 2  
    ` g]  
    9+@h2"|N4*  
         T-] {gc  
        FOV:20°×0° WE) *~5  
    +hN>Q $E  
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         %B$ftsYXmu  
    VirtualLab Fusion技术 Ev7.!  
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