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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 x]Pp|rHj  
    a23XrX  
    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。 XfYbWR  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 R/WbcQ)  
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    任务描述 94}y,\S~  
    Pf:;iXH?  
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    光导元件 `DFo:w!k  
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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。 h}U>K4BJ  
    *-';ycOvr  
    u9*7Buou^  
    fq[1|Q  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 -`A+Qp)  
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    /8? u2 q  
    Qx_]oz]NY  
    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。 ( }RJW:  
    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。 \v _R]0m\  
    u_=^Bd   
    VvUP;o&/  
    _B?Hw[cc  
    出瞳扩展器(EPE)区域 pt%*Y.)az  
    m7|S'{+!  
    d6f T  
    |Kq<}R  
    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: ]p@q.P  
    LL_@nvu}M  
    { V$}qa{P  
    A D%9;KQ8  
    设计&分析工具 _oE 7<  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 F|&%Z(@a  
    - 光导布局设计工具: GD1L6kVd1  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 (XNd]G  
    - k域布局工具。 B.4Or]  
    分析你的设计的耦合条件。 o&)v{q  
    - 尺寸和光栅分析工具。 N5 b^  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 8xt8kf*k  
    GQ0(lS  
    ^8=e8O  
    @;X#/dZe  
    总结-元件 0C4Os p  
    i.0d>G><@  
    :0kKw=p1R  
    %RIlu[J  
    2i$_ ,[fi  
    >-j( [%  
    结果:系统中的光线 f C+tu>=  
    cp&1yB   
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: -HvJ&O.V$  
    DFQ`<r&!  
    sitgz)Ki^  
    d~KTUgH'<  
    所有在光导内传播的光线: RREl($$p  
    }Xb|Ur43  
    XPLm`Q|1#t  
    : cPV08i  
    FOV:0°×0° 7[1 VFc#tf  
    ~m4 LL[  
    m A('MS2  
    &MBm1T|Y  
    FOV:−20°×0° NNBT.k3)  
    oQR?H  
    g,B@*2Uj  
    *G[` T%g  
    FOV:20°×0° xLP8*lvy  
     USJ4Z  
    +I@2,T(eG  
    tm.&k6%  
    VirtualLab Fusion技术 v}=pxWhm  
    Ym#io]  
     
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