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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-01-23
    摘要 JDcc`&`M  
    P_S^)Yo  
    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。 Vmq:As^a  
    FCL7Tn  
    !n9H[QP^9  
    `|maf=SnY5  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 THC7e>P4  
    `}t<5_  
    \1Tu P}P  
    Dv~W!T i  
    任务描述 /J''`Tf  
     -D*,*L  
    RCM;k;@8V  
    cu{c:z~  
    光导元件 =-wF Brw  
    cP#vzFB0>  
    |q0F*\z3  
    /-%0y2"7  
    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。 7A6Qrfw  
    mX8k4$z  
    I'6 wh+  
    jSi\/(E  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 Rq`B'G9|c  
    mhh^kwW  
    /e|vz^#+1,  
    N_jpCCG~  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 [;6,lI}  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 ^j~CYzmt  
    '" MT$MrT  
    *CtWDUxSdW  
    i 'bviD  
    出瞳扩展器(EPE)区域 py \KY R  
    tqo k.h  
    $2!|e,x  
    t UOqF  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: Sq<ds}o'8l  
    |q+3X)Y  
    [f._w~  
    ^@91BY  
    设计&分析工具 fHFy5j0H  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 2TQyQ%  
    - 光导布局设计工具: PMOyZ3  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 hYvWD.c}  
    - k域布局工具。 \S5YS2,P  
    分析你的设计的耦合条件。 ;@5N  
    - 尺寸和光栅分析工具。 n1Ic[cM}  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 @wVq%GG}  
    4hl`~&yDf  
    M\m6|P  
    5vP=Wf cW  
    总结-元件 ,F;<Y9]  
    (~k{aO  
    PxAUsY  
    Nbyc,a[o  
    {tKi8O^Rb  
    N6R0$Br  
    结果:系统中的光线 &$H7vdWNy  
    a ]b%v9  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: v % c-El%  
    P<E!ix  
    n0 q$/Y.  
    dj}y6V&  
    所有在光导内传播的光线: tNbL)  
    ~;AJB  
    w]ihGh  
    fkHCfcU  
    FOV:0°×0° ^X\{MW'>4  
    d,V]j-  
    o[Gp*o\  
    5f}GV0=n  
    FOV:−20°×0° 9JtPP  
    &sA@!  
    7eU|iDYo  
    TGuvyY  
    FOV:20°×0° <jz\U7TBf  
    O!3`^_.  
    uP.[,V0@^  
     b^dBX  
    VirtualLab Fusion技术 o0B3G  
    :k&5Z`>)  
     
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