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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: 2024-06-12
    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。 @-K[@e/uwy  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 3~R,)fO;  
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    任务描述 ~)#E?:h5  
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    光导元件 S]=.p-Am  
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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。 >&fD:y'&  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 e wT K2  
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    3]'ab-,Vp  
    b&@]f2 /  
    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。 _t"[p_llo  
    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。 P<Z` 8a[  
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    G6{'|CV  
    出瞳扩展器(EPE)区域 ^w%%$9=:r  
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    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: BUwL?  
    doTbol?+  
    {S+?n[1r\  
    qZ E3T:S  
    设计&分析工具 )uAY_()/  
    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。 _vb'3~'S  
    - 光导布局设计工具: z &P1C,n)  
    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。 bBc<p{  
    - k域布局工具。 ` ;mQ"lO  
    分析你的设计的耦合条件。 OY(CB(2N  
    - 尺寸和光栅分析工具。 Jlb{1B$7  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 s* u1n+Zq  
    yKrb GK*=_  
    N LQ".mM+  
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    总结-元件 ChUE,)  
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    l=" X|t   
    Xu~N97\G  
    结果:系统中的光线 0+qC_ISns  
    H-&27?s^  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: oB!Y)f6H1  
    9XQE5^  
    p*g)-/mA  
    p{_*<"cfYn  
    所有在光导内传播的光线: QsxvA;7%  
    ;p~!('{P  
    B*}]'  
    c\>I0HH;!  
    FOV:0°×0° "|J6*s   
    aY,Bt  
    |uz<)  
    e(^I.`9z  
    FOV:−20°×0° gfN=0Xj4  
    XRkUv>Yk  
    IEm~^D#<=  
    ;CS[Ja>e  
    FOV:20°×0° ~vpF|4Zn5  
    6Hb a@Q1`  
    h]~FYY  
    %X\A|V&  
    VirtualLab Fusion技术 S]%,g%6i  
    SX'NFdY  
     
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