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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 .O<obq~;C  
    ~6md !o%i  
    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。 FW DNpr  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 @_{=V0  
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    任务描述 %E;'ln4h&,  
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    光导元件 E' uZA  
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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。 *lJxH8\  
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    ;722\y(Y  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 |;{6& S  
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    <wHP2|<l*  
    %\:Wi#w>  
    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。 b| (: [nB  
    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。 8H`[*|{'  
    V0Hj8}l;M  
    `XDl_E+>l  
    uhq8   
    出瞳扩展器(EPE)区域 akTk(  
    M D#jj3y  
    F((4U"   
    #B w0,\  
    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: qZZK#,Qb  
    cm+P]8o%{  
    \z)%$#I  
    m(P]k'ZH?  
    设计&分析工具 pQQH)`J|t  
    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。 QTnP'5y  
    - 光导布局设计工具: PZzMHK?hP  
    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。 f%8C!W]Dm  
    - k域布局工具。 $<OD31T  
    分析你的设计的耦合条件。 V28M lP  
    - 尺寸和光栅分析工具。 l%=;  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 1xx}~|F?|  
    5~S5F3  
    u$`a7Lp,n  
    BFt> 9x]T  
    总结-元件 NX&_p!_V  
    wdoR%b{M  
    EhBKj |y  
    .A|@?p[  
    *=xr-!MEk  
    $Y gue5{c  
    结果:系统中的光线 Qv ?"b  
    FC4wwzb  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: x|29L7i  
    BL4-7  
    $Z>'Jp  
    Y|/ 8up  
    所有在光导内传播的光线: H0cA6I  
    :fJN->wY^s  
    VG~Vs@c(  
    . 'yCw#f  
    FOV:0°×0° P+HXn8@  
    EBmt9S  
    d0 /#nz  
    Ht&Y C<X  
    FOV:−20°×0° `qwBn=  
    kvj#c  
    9Gz=lc[!7  
    W!(LF7_!  
    FOV:20°×0° (4-CF3D  
    Yoll?_k+  
    uvS)8-o&F  
    ] }X  
    VirtualLab Fusion技术 6d~'$<5on  
    [a<SDMR  
     
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