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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。 dW Vm'd  
    ;#ElJXS  
    sQ8kLS_q8  
    pRFlmg@/}  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 .t$1B5  
    Aw=GvCo<  
    58gkE94  
    (dAE  
    任务描述 S=g E'"LT  
    DcmRvi)&6  
    pU[5f5_  
    X?n($z/ {  
    光导元件 !_+ok$"d  
    `WlQ<QEi  
    HKG8X="  
    & eWnS~hJ  
    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。 VVHL@  
    _E4_k%8y  
    =iE)vY,?"}  
    <& iLMb:%  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 $im6v  
    3'6by!N,d  
    VMJK9|JC[  
    8W}rS v+  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 2R~[B]2"r  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 +p0Y*.  
    =$WDB=i  
    /R[P sB  
    7nk3^$|  
    出瞳扩展器(EPE)区域 x(y=.4Yf+  
    (?kCo  
    DUyUA'*4n|  
    #s|,o Im  
    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: ?EA&kZR]  
    (]sk3 A  
    ad`=A V]  
    YbP}d&L  
    设计&分析工具 C&&33L  
    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。 F{FSmUxzK  
    - 光导布局设计工具: xZ>@wBQ  
    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。 e)A{ {wD/  
    - k域布局工具。 t[X,m]SX  
    分析你的设计的耦合条件。 P B"nf|pm  
    - 尺寸和光栅分析工具。 :0(:}V3z\  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 %^(} fu  
    s Vg89I&  
    L?r\J8Ch<  
    J9XV:)Yv#  
    总结-元件 ,<<HkEMS  
    fx = %e  
    rl XMrn  
    tz_WxOQ0  
    =xRxr @  
    E9:p A5H-j  
    结果:系统中的光线 i 2n66d  
    yrV]I(Xe  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: HOlMj!.  
    f4&k48Ds  
    Q7SRf$4  
    d6{0[T^L  
    所有在光导内传播的光线: F/0x` l  
    x*0mmlCb  
    8 qwOZ d  
    ,=y8[(h  
    FOV:0°×0° ]M/*Beh  
    .*+e?-  
    6x"|,,&MD0  
    }d16xp  
    FOV:−20°×0° 7.7Z|lJ  
    5MS5 Q]/  
    rI4N3d;C  
    meR5E?Fm  
    FOV:20°×0° fg~9{1B  
    za [;d4<}k  
    e% .|PZ)  
    A.(xa+z?  
    VirtualLab Fusion技术 't un;Y  
    Ar1X mHq  
     
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