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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 s)%RmsdL  
    pYV$sDlD  
    在为增强和混合现实(AR&MR)应用设计光波导设备的过程中,所提供的视场(FOV)等参数是主要的兴趣所在。为了突破可实现的最大视场的极限,人们研究了各种方法,例如在从入射耦合到出射耦合的传播过程中分割视场的系统。一个非常流行的方法是所谓的 "蝴蝶出瞳扩展",即在FOV的正负部分使用两个独立的EPE光栅区域,这也被应用于微软的Hololens2。在这份文件中,我们展示了在VirtualLab Fusion中实现这样一个EPE概念,它基于微软的US9791703B1专利。 .E|Hk,c9  
    6~\z]LZ  
    XJnDx 09h  
    K^AX=B  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 wL,b.]  
    MGIpo[  
    MP,l*wVd  
    GqhnE>  
    任务描述 +v%V1lf^~  
    kNfqdCF{P  
    ITh1|yP  
    Xg.'<.!g0  
    光导元件 K g&{ ?&  
    wzB*M}3  
    =9n$ at$l@  
    1QM*oj:  
    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。 N)A?*s'v~  
    E!'H,#"P  
    >L/Rf8j&  
    ''!pvxA  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 U7J0&  
    xbrxh-gV  
    3ydOBeY  
    %[4/UD=7  
    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。 9Qp39(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。 XhFa9RC  
    u3kK!2cdP  
    8Q^yh6z  
    ';??0M  
    出瞳扩展器(EPE)区域 12Qcjj%F*  
    :7p0JGd  
    "!XeK|Wi  
    PEZElB ;  
    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: c"t1E-Nsk  
    ed*Cx~rT  
    $*K5  
    &oiX/UaY  
    设计&分析工具 v vlfL*f  
    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。 "^gZh3  
    - 光导布局设计工具: +V1EqC*  
    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。 H ~1laV  
    - k域布局工具。 6BVV2j)zl:  
    分析你的设计的耦合条件。 @``kt*+K+  
    - 尺寸和光栅分析工具。 }uWJ  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 (w]w 2&Y D  
    MQE=8\  
    `LH!"M  
    C<fWDLwYqV  
    总结-元件 +FQ:Q+  
    ];6c/#2x  
    k);z}`7  
    8+ eZU<\B(  
    *103  
    b>E%&sf  
    结果:系统中的光线 PB4E_0}h  
    R B.j@*  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: xq =+M!V  
    O+`^]D7  
    4 C[,S|J  
    1O45M/5\o  
    所有在光导内传播的光线: +-'qI_xo  
    [{N i94:d  
    KpC)A5u6  
    MjE.pb  
    FOV:0°×0° twt Bt L  
    'LFHZ&-  
    66D<Up'K  
    PTA;a 0A  
    FOV:−20°×0° Y_>z"T  
    4DEsB)%X  
    K%qunjv  
    J><O 51  
    FOV:20°×0° 0ang~_  
    vQ+}rHf`[  
    3{Ze>yFE  
    5h1!E  
    VirtualLab Fusion技术 vPmP<c)cb  
    \q Q5x  
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