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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
    a]S0|\BkN  
    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。 * a ?qV  
     B=d :r  
    R]LuZN  
    j0wpaIp  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 R` HC EX)  
    D\H;_k8  
    d!P3<:+R[  
    E:$EK_?:t  
    任务描述 a +$'ULK+r  
    '$q=r x  
    Mil+> X0  
    U0J_ 3W  
    光导元件 !E@4^A80\W  
    %iq8dAW%  
    4roqD;5|~|  
    E;MelK<8(  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 Y#<>N-X|kA  
    ou\M}C`E  
    '#eY4d<i]n  
    YQ-!>3/)-  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 umo<9Y  
    2 ":W^P  
    S.,5vI"s,  
    Da3Z>/S  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 ^:cc3wt'3[  
        为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 fMm.V=/+  
    uvMc B9  
    wrhGZ=k{  
    o|V`/sW{  
    出瞳扩展器(EPE)区域 :9~LYJ ?  
    Kl/n>qEt  
    IzI2w6a  
    {A`J0ol<B9  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: =kP|TR!o-  
    :B7dxE9[r  
    ,_M  
    dRL*TT0NW  
    设计&分析工具 /g)(  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 (Go1@;5I  
    - 光导布局设计工具:  P y!$r  
        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。 :\F1S:&P  
    - k域布局工具。 ,^1B"#0{C<  
        分析你的设计的耦合条件。 $)#?4v<  
    - 尺寸和光栅分析工具。 7!g"q\s  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 H8!)zZ  
    8|) $;.  
    SpC6dkxD\  
    N8KH.P+  
    总结-元件 6Z#$(oC  
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    &dky_H  
    )}$]~ f4R  
    2|A?9aE%0  
         Qf($F,)K  
    结果:系统中的光线 LsxRK5   
    D k<NlH zp  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 'm^]X3y*  
    25Uw\rKeO  
    Oq*;GR(Q  
    . e_VPKF|  
    所有在光导内传播的光线: e<$s~ UXv  
    7{lWg x  
    ?mHu eX  
    \GPTGi5A  
    FOV:0°×0° 5t,X;  
         Le V";=_n  
    T STkMlCG  
         l4gZHMh'  
        FOV:−20°×0° wx8Qz,Z  
    *]:J@KGf  
    W3gHz T?{  
         wvmcD%   
        FOV:20°×0° 7.kgQ"?&  
    _>J`e7j+  
    ~gdnD4[G  
         zF@[S  
    VirtualLab Fusion技术 H`s[=Y,m  
    WP{U9YF2  
     
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