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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
    g7W"  
    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。 H~1 jY4E  
    wDe& 1(T^  
    pg)WKbV  
    :X (=z;B;N  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 ;@|n @ax  
    kL"2=7m;  
    fS78>*K  
    Ej8^Zg  
    任务描述 %Y*Ndt4  
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    光导元件 Y glmX"fLf  
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    E#N|w q  
    M:B=\&.O  
    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。 5taT5?n2  
    _^%,x  
    _.Uh)-yR  
    L>4"(  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 VQ9/Gxdeo  
    lp%pbx43s  
    sN01rtB(UT  
    H%Q7D-  
    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。 t=W}SH  
        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。 D7Q$R:6|  
    g&Vx:fOC  
    Q:d]imw!O  
    Od,qbU4O  
    出瞳扩展器(EPE)区域 pYmk1!]/  
    :(*V?WI  
    )cMh0SGcM1  
    &powy7rR  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: XYOC_.f1  
    3K0A)W/YEs  
    30T)!y  
    _H7x9 y=  
    设计&分析工具 PmEsN&YP]  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 Zw S F^  
    - 光导布局设计工具: O`t&ldU  
        设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 ]:k/Y$O2  
    - k域布局工具。 eiaFaYe\  
        分析你的设计的耦合条件。 -3Z,EaG^  
    - 尺寸和光栅分析工具。 a fW@T2  
        检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ['tY4$L(  
    e)? .r9pA;  
    y'nK>)WG4  
    `% "\@<  
    总结-元件 j@3Q;F0ba  
    X[BIA+6  
    .:%0E`E  
    +.b,AqJ/  
    9`X\6s  
         ? _9  
    结果:系统中的光线 2E)-M9ds  
    ZI}Fom<  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 0#Y5_i|p  
    :vQrOn18p  
    }?_?V&K|  
    sfugY (m  
    所有在光导内传播的光线: CXx*_@}MU  
    SBk4_J/_  
    k1Y?  
    .glA gt  
    FOV:0°×0° )e=D(qd  
         NgGp  
    Q%f^)HZGR  
         '9Xu p  
        FOV:−20°×0° h-K_Lr]  
    -4IE]'##  
    rCbDu&k]  
         qUW! G&R  
        FOV:20°×0° A,Vu\3HS  
    b)5uf'?-  
    oC: {aK6\  
         g-</ua(j  
    VirtualLab Fusion技术 IT7wT+  
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