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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 @-7K~in?^  
    7<KRB\)b&  
    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。 z;3}GxE-si  
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    ud.S, 8Sy  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 \twlHj4  
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    任务描述 *$s)p>  
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    光导元件 :4 ;>).  
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    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 x:@e ID  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 A]n !d}?  
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    kTnvD|3_!P  
    M 35}5+  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 0)84Z.k  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 m t*v@'l.  
    0W>O,%z&P#  
    E+Gea[c  
    {1qEN_ERx  
    出瞳扩展器(EPE)区域 pGOS'.K%t8  
    S#""((U$  
    m4%m0"Z  
    AUN Tc3  
    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: Jv7M[SJ#x  
    Rc6Rk!^  
    jRBx7|ON  
    R vY`9D  
    设计&分析工具 co*5NM^  
    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。 X~j A*kmAj  
    - 光导布局设计工具: !X,S2-}"  
    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。 fW\u*dMMZE  
    - k域布局工具。 p3Gj=G  
    分析你的设计的耦合条件。 A,iXiDb3pK  
    - 尺寸和光栅分析工具。 PzF)Vg  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 M0]fh5O  
    %ZxKN;  
    `C=p7 %  
    H;Bj\-Pa  
    总结-元件 +6>Pp[%  
    } M1<a4~  
    9R E;50h  
    {vU '>pp  
    *]EcjK%  
    G/D{K$=t~  
    结果:系统中的光线 Mu:H'$"'H  
    B 51LZP  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: _}\&;  
    T<ua0;7  
     ^@ux  
    )/=J=xw2  
    所有在光导内传播的光线: 2ru6 bIb;  
    !cq4+0{O;&  
    a:8@:d1T K  
    s}A]lY  
    FOV:0°×0° w(@`g/b  
    x0 #+yP  
    ?@u &3/&  
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    FOV:−20°×0° LQS*/s0  
    Ylf6-FbF  
    I?:V EN:  
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    FOV:20°×0° fY `A  
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    PF+`3  
    VirtualLab Fusion技术 |[V(u  
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