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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: 2024-12-12
    摘要 +,<\LIP  
    "I?sz)pxG  
    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。 p*)RP2  
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    [RG&1~  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 /-JBz U$  
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    任务描述 J"'2zg1&  
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    光导元件 Va,M9)F  
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    ~Fv&z'R  
    +hL+3`TD#H  
    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。 g=.~_&O  
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     0 (jb19  
    I9P< !#q>  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 2MwR jh_  
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    jV)!9+H#  
    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。 ! )$ PD@  
    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。 dO.?S89L  
    ^~}|X%q3  
    D7cOEL<  
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    出瞳扩展器(EPE)区域 ;m$F~!Y  
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    Q/r0p>  
    ?T-6|vZA  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 6J0HaL  
     {n}6  
    2/S~l;x  
    GgkljF@{}  
    设计&分析工具 <(W0N|1v  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 SvC|"-[mJ  
    - 光导布局设计工具: fo~8W`H&  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 49n.Gc  
    - k域布局工具。 7><ne|%  
    分析你的设计的耦合条件。 FSv')`}  
    - 尺寸和光栅分析工具。 32jOs|<\  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 1L1_x'tT%  
    <y5V],-U  
    iK{q_f\"  
    u%?u`n2'  
    总结-元件 L;30& a  
    1BQTvUAA  
    b9%}< w  
    -a(f-  
    '8>h4s4  
    Ti`<,TA54  
    结果:系统中的光线 F4X/ )$Dk  
    ;:1d<Q|  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Y W_E,A>h  
    {V%ZOdg9  
    "6rZn_H/|  
    |8}f  
    所有在光导内传播的光线: f" Yj'`6  
    8=ubMqr[  
    p.i$[6M  
    )l*H$8  
    FOV:0°×0°  SzkF-yRd  
    Yf Udpa0  
    _`Ey),c_  
    eU_|.2  
    FOV:−20°×0° Yu=4j9e_mG  
    L^rtypkJ  
    quk~z};R>\  
    6~GaFmW=  
    FOV:20°×0° :Bp{yUgi@  
    lGqwB,K$z4  
    mtuq  
    Malt 7M  
    VirtualLab Fusion技术 */xI#G,O+  
    Dr6"~5~9w  
     
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