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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。 HkH!B.H]  
    u2p5* gzZ  
    =v (MdjwFl  
    ]yzqBbV  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 1O<Gg<<,e  
    +@ '( N  
    *T acV p  
    zP[_ccW@  
    任务描述 a-P 'h1hbH  
    ?k6P H"M  
    BC/oh+FW3  
    u!iBAr5  
    光导元件 8A|{jH74  
    q;Y9_5S  
    %j '_I\  
    /hC[>t<  
    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。 A (:7q4  
    #Kr\"o1]  
     pt`^4}  
    }8+rrzMUB  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 MT`gCvoF4P  
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    $?38o6  
    }]8n3&*  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 pP1|/f5n`  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 O{0TS^  
    35 Y#eU2]  
    N k~Xz  
    gH{X?  
    出瞳扩展器(EPE)区域  zw13Tu  
    D4CN%^?  
    D)yCuw{M:  
    Y} '8`.  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: q T16th[D  
    [31vx0$_p  
    m\3r<*q6  
    kG =nDy  
    设计&分析工具 W%/lBkP  
    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。 xB&kxW.;  
    - 光导布局设计工具: a6UW,n"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。 fB \+.eN  
    - k域布局工具。 /(`B;?  
    分析你的设计的耦合条件。 6$]p;}#  
    - 尺寸和光栅分析工具。 [dszz7/L  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 (r&e|  
    %?o@YwBo^E  
    ?, dbrQ  
    Fv[. %tW  
    总结-元件 Kp_L\'.I5$  
    3f 1@<7*  
    (9;qV:0`  
    ?DAW~+,!7o  
    HA +EuQE"  
    Dv7/eRt  
    结果:系统中的光线 pq \M;&  
    Dy>U=(S  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: 3 cd5 g  
    Jk$XL<t  
    .Yl*kG6r  
    l\vvM>#S  
    所有在光导内传播的光线: oXCZpS  
    =r<0l=  
    'IaI7on  
    9*?H/iN@p?  
    FOV:0°×0° *`}4]OGv.  
    :+1S+w  
    Ek!$Ary  
    2>s@2=Aq  
    FOV:−20°×0° 1' #%U A  
    DYvi1X6  
    J6*Zy[)%&S  
    <lk_]+ XJ3  
    FOV:20°×0° *{5L*\AZ  
    GN36:>VWb  
    S#M<d~rK  
    *^'$YVd#  
    VirtualLab Fusion技术 *fBI),bZa  
    PB !\r}Q  
     
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