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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-12-12
    摘要 [J0*+C9P*  
    K8?zgRG3~N  
    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。 +w"_$Tj@;  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 cYGRy,'gH  
    FU%~9NKX  
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    任务描述 ]o-Fi$h!  
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    光导元件 n0_B(997*  
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    $`|5/,M%QN  
    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。 VS?dvZ1cC  
    jm[}M  
    ?>sQF4 V"  
    Bn\l'T  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 $^t<9" t  
    \}Dpb%^\  
    < CDA"  
    TWUUvj`.  
    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。 <}d/v_+pnh  
    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。 '9qn*H`'  
    a\=-D:  
    J' W}7r  
    XdpF&B&K7Q  
    出瞳扩展器(EPE)区域 (Akd8}nf~  
    {VR`;  
    Vt'L1Wr0v  
    F) ?o,  
    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: VBM/x|'  
    G+U3wF],  
    R*087X7 N|  
    U IfH*6X  
    设计&分析工具 2}w#3K  
    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。 |H 8^  
    - 光导布局设计工具: _?.\Xc  
    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。 Km,*)X.-5  
    - k域布局工具。 y0<U u  
    分析你的设计的耦合条件。 >V(zJ  
    - 尺寸和光栅分析工具。 "A;s56}'&  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 LP9)zi  
    w:}C8WKw  
    V5AW&kfd  
    u_LY\'n  
    总结-元件 r'p =`2=  
    c` , 2h#  
    FPF6H puV  
    zie=2  
    rnO0-h-;  
    x` 2| }AP(  
    结果:系统中的光线 OEnDsIhq  
    SauH>  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: dCeX}Z  
    pj!:[d  
    z1vw'VT>  
    (bv,02  
    所有在光导内传播的光线: NG" yPn  
    \gItZ}+c4}  
    A2NF<ZsD  
    -f9]v9|l  
    FOV:0°×0° @A{m5h  
    h%TLD[[/jr  
    WhFS2Jl0  
    ]GX \|1L  
    FOV:−20°×0° F\:(*1C  
    Hm fXe  
    ,gMy@  
    L\e>B>u  
    FOV:20°×0° -W c~B3E|  
    7J|&U2}c  
    FRZs[\I|iT  
    ``u:lL  
    VirtualLab Fusion技术 rwSbqL^eM  
    ,a0pAj  
     
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