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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 {5tEsv  
    ;=9v mQA  
    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。 HToN+z%w3H  
    s^t1PfP(,  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3F'dT[;  
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    MqBATW.pmJ  
    S5 nw  
    任务描述 6-X?uaY)os  
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    Mjvso0zj  
    光导元件 YTPmS\ H _  
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    Q fyERa\rb  
    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。 <$ZT]pT  
    DPxu3,Y  
    LLHOWD C(2  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 lg  
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    ;_\  
    h-rj  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 !>@V#I  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 Qn3+bF4  
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    7%}3Ghc%  
    出瞳扩展器(EPE)区域 WI!z92qq[  
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    r= | |sZs  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: h>%JG'DV  
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    ; <@O^_+  
    %R"/`N9R,  
    设计&分析工具 #R PB;#{  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 zwrZ ^  
    - 光导布局设计工具: ;k%sKVP  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 a[cH@7W.#  
    - k域布局工具。 '^(v8lCu  
    分析你的设计的耦合条件。 q8bS@\i  
    - 尺寸和光栅分析工具。 N,,2 VSUr  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 d>98 E9  
    (g:W|hS  
    Xgc\O08  
    % P)}(e6y  
    总结-元件 @VS5Mg8  
    a&VJ YAB  
    I3$vw7}5Y  
    lFV|GJ  
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    gj;G:;1m  
    结果:系统中的光线 ~ A|*]0,  
    5o ^=~  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: #R~NR8( z  
    :|Nbk58  
    {$:13AnK   
    esFL<T  
    所有在光导内传播的光线: &.4_4"l(  
    Zs|sPatV<  
    eSBf;lr=  
    , tj7'c$0  
    FOV:0°×0° XJ?z{gXJ  
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    \bSHBTK  
    w>Sz^_ h  
    FOV:−20°×0° U7eQ-r  
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    R0d|j#vP  
    FOV:20°×0° ve^MqW&S  
    X}Z%@tL  
    P`9A?aG.Z  
    KptLeb:Om  
    VirtualLab Fusion技术 i~L7h=__  
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