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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: 2024-01-23
    摘要 Tnas$=J  
    a:KL{e[   
    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。 |Xmzq X%  
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    n.Y45(@E  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 1n[wk'}qf4  
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    rpc;*t+z  
    任务描述 JFq<sY!  
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    光导元件 eQ,VK`7X  
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    JOyM#g9-?  
    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。 5"bg 8hL  
    Y=,9M  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ?;A\>sP  
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    $ago  
    ]2{]TJ @B  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 _#we1m  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 bK{ VjXF  
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    }GHC u  
    出瞳扩展器(EPE)区域 HkY#i;%N  
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    dh1 N/[  
    ~du U& \  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 5Q:%f  
    @'y8* _  
    qRz /$|.  
    A\v53AT  
    设计&分析工具 olKM0K  
    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。 w-C%,1F,/  
    - 光导布局设计工具: F I~=A/:  
    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。 Ucz=\dO1  
    - k域布局工具。 T7o7t5*  
    分析你的设计的耦合条件。 "sWsK %  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Bn.5ivF3  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 nWh f  
    jvpv1>KYV  
    "p+JME(  
    o_5[}d  
    总结-元件 = J]M#6N0  
    y qK*E*  
    /%)(Uz  
    1H-~+lf  
    Sggl*V/q  
    tY:,9eh7B  
    结果:系统中的光线 &VcO,7 A|  
    L(9AcP  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: fPstS ez   
    ^ > ?C  
    \rE] V,,2  
    cob??|,\m  
    所有在光导内传播的光线: 8k+k\V{  
    L\!Oj5  
    m"6K_4r]  
    @ZrNV*&<  
    FOV:0°×0° f1?%p)C  
    Ocn@JOg  
    2fNNdxdbT  
    w,_LC)9  
    FOV:−20°×0° \j &&o  
    n xR\tBv  
    G:` So  
    P>^$X  
    FOV:20°×0° = uepg@J  
    P% 8U  
    }J2f$l>R  
    hh2&FI  
    VirtualLab Fusion技术 7Jd&9&O U  
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