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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。 7Ca\ (82  
    r6JkoP Mh  
    5$U>M  
    %, et$1`g  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 bFezTl{M  
    l7,qWSsn K  
    s RQh~5kM  
    >UY_:cW4%m  
    任务描述 o2d~  
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    光导元件 HY;?z `=  
    b U]N^og^  
    [IFRwQ^%_O  
    *t{c}Y&@  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 oxQID  
    WG !t!1p  
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    DXW?;|8)O  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 > x ghq  
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    Q5nyD/k4c  
    o?K|[gNi  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 O6,"#BX  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 gvqd 1?0w  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 8='21@wrN  
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    b+].Uc  
    h Yc{ 9$  
    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: .xkV#ol  
    BrH;(*H)8  
    I"32[?0 (;  
    xPMyG);  
    设计&分析工具 P!+nZXo  
    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。 !Vr45l  
    - 光导布局设计工具: )^f9[5ee  
        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。 9LO.8Jy  
    - k域布局工具。 o1X/<.0+  
        分析你的设计的耦合条件。 OZ!$%.?l  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Uc_`Eh3y  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 207O["Y  
    b q3fiT9  
    @y0bU*v7  
    m>+,^`0  
    总结-元件 f'6qJk%J  
    &O6;nJEI  
    FW)^O%2s  
    LlA`QLe  
    dD^_^'i  
         Uty(sDtu  
    结果:系统中的光线 K>R;~ o  
    \gp,Txueb  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: VUy)4*  
    w <#*O:  
    sO6gIPU^  
    n `m_S  
    所有在光导内传播的光线: O:,2OMB}B`  
    9IvcKzS2  
    =EcIXDzC>  
    1(?CNW[  
    FOV:0°×0° u1;e*ty  
         o7Cnyy#:  
    iVKbGgA  
         n4vXm  
        FOV:−20°×0° N{^>MRK=5  
    _)#=>$k\  
    i_0 ,BV C  
         c3zT(FgO>N  
        FOV:20°×0° K/wiL69  
    @0vC v  
    * >GIk`!wM  
         ]@/^_f>D  
    VirtualLab Fusion技术 g]Xzio&w  
    ti{H(;;@  
     
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