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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 $hR)i  
    hSGb-$~F  
    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。 O8U<{jgAG  
    J!ntXF  
    ?4G|+yby  
    {m8+Wju}  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 <As9>5|%  
    YHV-|UNF  
    t!1$$e?`r  
    rs=q! P"u[  
    任务描述 B`$L'  
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    r$wZt  
    光导元件 Ovw[b2ii  
    @OV-KT[>  
    utlpY1#q/  
    ?yXAu0  
    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。 +~nzii3  
    ExHAY|UA  
    uqyB5V0gh  
    KyP)Qzp  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 7?"y{R>E  
    w(nHD*nm  
    ]>i~6!@  
    HjWq[[Nz  
    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。 EA<}[4#jS  
    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。 IB9%QW"0  
    Z< b"`ty.  
    T_<BVM  
    pN[0YmY#  
    出瞳扩展器(EPE)区域 UFn8kBk  
    K,xW6DiH  
    4YU/uQm  
    k /EDc533d  
    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: \'?#i @O  
    ^a9 oKI9n  
    oCi ~P}r  
    gd@p|PsS^  
    设计&分析工具 [IM%b~j(^  
    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。 GgFi9Ffj  
    - 光导布局设计工具: !$XHQLqF2  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 JbQZ!+  
    - k域布局工具。 }ublR&zlp  
    分析你的设计的耦合条件。 cX2^wu  
    - 尺寸和光栅分析工具。 KT*:F(4`  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 y@ek=fT%4  
    farDaS[\VY  
    _.18z+  
    r@)A k  
    总结-元件 q<=: >?  
    t]_S  
     h=RD O  
    v$|mo;6  
    Yig0/ "  
    )+O r  
    结果:系统中的光线 h!]"R<QQdu  
    [!*xO?yCJ  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: M7y|EB))  
    {0jIY  
    L0h G  
    "4}wnu6/  
    所有在光导内传播的光线: sroGER .  
    K!8zwb=fq  
    Mn^zYW|(  
    * crw^e  
    FOV:0°×0° &,W$-[  
    0my9l;X   
     ~Nh&.a  
    [ F([  
    FOV:−20°×0° \gKdD S  
    MR9/Y:Nm  
    <DiOWi  
    pVokgUrC  
    FOV:20°×0° s^C;>  
    saK;[&I*  
    X.J  
    Gi$gtLtN h  
    VirtualLab Fusion技术 2>y:N.  
    Z$2L~j"=!  
     
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