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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 YB"gLv?  
    V vrsf6l]  
    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。 :}e<  
    NftnbsTmy  
    wH ,PA:  
    \}$|Uo$O  
    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 I _KHQ&Z*  
    ` IVQ  
    q`1tUd4G  
    K=N&kda   
    任务描述 @D;K&:~|N  
    h-96 2(LG  
    9i\RdJv.  
    $`|h F[tv  
    光导元件 9WG=3!-@  
    ;\7`G!q  
    JTKS5 r7?  
    nLm'a_  
    有了光导组件,可以很容易地定义具有复杂形状的区域的系统。此外,这些区域可以配备理想化的或真实的光栅结构,作为入射器、出射器和扩瞳器发挥作用。 A;;#]]48  
    y~+LzDV  
    !igPyhi,hl  
    }dN\bb{#  
    输入耦合和输出耦合的光栅区域 ArtY;.cg%  
    %@PcQJg U<  
    u&l;\w  
    > SZ95@Oh  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 b$'%)\('g  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 aH"d~Y^  
    @ym:@<D  
     vc: kY  
    8XH;<z<oJ  
    出瞳扩展器(EPE)区域 2E-Kz?,:[  
    f! +d*9  
    w~+*Vd~U  
    5$U49j  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: (csk   
    Qr R+3kxM  
    ;-1KPDIp`  
    aG7Lm2{c"  
    设计&分析工具 (Mfqzy  
    VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 (Iv@SiZf(  
    - 光导布局设计工具: I;XM4a  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 Z2W&_(^.h  
    - k域布局工具。 &3iI\s[  
    分析你的设计的耦合条件。 z"< S$sDh  
    - 尺寸和光栅分析工具。 YMw,C:a4  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 \l=A2i7TQ  
    d[h=<?E5  
    eYv^cbO@:  
    bmHj)^v 5]  
    总结-元件 j/Kul}Ml\*  
    gkK(7=r%  
    .B^ tEBGVD  
    mg*iW55g  
    _oZ3n2v}@  
    LiEEQ  
    结果:系统中的光线 @u+LF]MY  
    S>5w=RK   
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: }D1? Z7p  
    %Ok#~>c  
    -n@,r%`UK  
    jXx~ 5  
    所有在光导内传播的光线: AIP0PJI3  
    \)*\$I\]  
    6Lq8#{/]u  
    &LV'"2ng8  
    FOV:0°×0° xRZ K&vkKE  
    WDnNVE  
    7IUJHc?  
    =8vwaJ  
    FOV:−20°×0° \V~B+e  
    1^AQLOiRE1  
    :tENn r.9v  
    9|jMN j]vo  
    FOV:20°×0° 6oWFjeZ0  
    A/zAB3  
    hAgrs[OFj  
    *k\ ;G?  
    VirtualLab Fusion技术 >uJu!+#  
    Eb,M+c?  
     
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