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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 ^nFP#J)_5  
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    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  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 6 =G=4{q  
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    任务描述 ##alzC  
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    光导元件 VZ 7(6?W  
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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。 k7cY^&o  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 m4'jTC$  
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    6mgLeeY  
    d..JW{  
    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。 i1bmUKZ8'L  
    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。 B^d di  
    ki1j~q  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 OkCAvRg  
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    j"VDqDDz  
    33&\E- Q>  
    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: i` ay9J8N  
    Y4_xV&   
    ]e+&Pxw]e  
    'G>9iw  
    设计&分析工具 K CH`=lX  
    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。 ~03MH'  
    - 光导布局设计工具: :-$8u;!M  
    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。 t% <y^Wa=  
    - k域布局工具。 Tf? `_jL  
    分析你的设计的耦合条件。 -8<vWe  
    - 尺寸和光栅分析工具。 {esb"beGLa  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。  _-9cGm v  
    )+w1nw|m  
    6E9/ z  
    8B5WbS fL^  
    总结-元件 k,f/9e+#  
    gFT lP  
    18Ju]U  
    "^;h'  
    NSH4 @x  
    /H3w7QU  
    结果:系统中的光线 >mG64N  
     ARs]qUY  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: AYpvGl'  
    TY'61xWi  
    49c-`[d L  
    Uqy/~n-v<  
    所有在光导内传播的光线: ?)(-_N&T  
    \k{[HfVvn  
    l=(( >^i  
    Jyr V2Tk^  
    FOV:0°×0° a ~W  
    $$"G1<EZ  
    &g1\0t  
    e?*Teb ?R  
    FOV:−20°×0° het<#3Bo  
    J_m@YkK  
    "Aw)0a[j1  
    AQT_s9"0  
    FOV:20°×0° r\Yh'cRW{  
    CyW|k Dz  
    r@bh,U$  
    Eh|,[ D!E  
    VirtualLab Fusion技术 kxJ[Bi#  
    kfT*G +l]  
     
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