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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。 B8#f^}8  
    ~zOU/8n ,F  
    &B5 Rzz-'  
    cF<DUr)Ve  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 O6/=/-?N=c  
    k3|9U'r!c  
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    任务描述 1p5q}">z  
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    FU v)<rK  
    光导元件 w7ABnX  
    _q!ck0_  
    0PX@E-n  
    gdn,nL`dP  
    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。 5>k~yaju/  
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    6nk|*HPz  
    +wgUs*(W  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 b:d.Lf{y7  
    @P*P8v8:  
    AE@Rn(1.  
    <qj@waKw4  
    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。 =|t1eSzc  
    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。 9!OCilG  
    9*Mg<P"  
    pDS4_u  
    RPqn#B  
    出瞳扩展器(EPE)区域 (HgdmN%  
    $fpDABf  
    leqSS}KU+  
    $R}iL  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: G!lykk]  
    7.'j~hJL  
    \}&w/.T  
    BHBR_7  
    设计&分析工具 %[F;TZt  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 5N}|VGN  
    - 光导布局设计工具: #z5?Y2t7~^  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 Olrw>YbW  
    - k域布局工具。 ;Cpm3a t  
    分析你的设计的耦合条件。 g}`CdVQ2M<  
    - 尺寸和光栅分析工具。 )n61IqrW  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 fH{$LjH(  
    B ~bU7.Cd  
    9_^V1+   
    "@bk$o=  
    总结-元件 H zK=UcD  
    Z.f<6<gF  
    j>=".^J  
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    _E-GHj>k z  
    N^j''siB  
    结果:系统中的光线 qoq<dCt3  
    \3UdC{~  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Xc<9[@  
    ;L{y3CWT  
    ~0  t'+.  
    NWcF9z%@  
    所有在光导内传播的光线: rV{e[fGd  
    ZACn_gd[5  
    r+obm)Qtp  
    !kYmrj**  
    FOV:0°×0° +4RaN`I  
    6H9]]Unju  
    .h } D%Qa  
    U;Wmx  
    FOV:−20°×0° z#!Cg*K(  
    ?Io2lFvI@Y  
    cE#Y,-f  
    3<SC`6'?  
    FOV:20°×0° 7m$/.\5  
    "@Fxfd+Ot  
    9]9(o  
    |8rJqtf +&  
    VirtualLab Fusion技术 2^+"GCo  
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