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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 G2?#MO  
    sQ,xTWdj  
    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。 @"1Z;.S8V  
    Y6Cm PxOQ  
    peT91b  
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    建模任务:基于专利US9791703B1的方法 U]_WX(4 @  
    EhM=wfGKw  
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    任务描述 G &NK  
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    光导元件 $/tj<++W  
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    O-K*->5S  
    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。 kWVk^ ,  
    0Xw>_#Y/xS  
    )h&@}#A09  
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    输入耦合和输出耦合的光栅区域 [fV"tf;  
    X[1D$1Dvw  
    zrG  
    G.~ Q2O#T  
    为了简单起见,我们在圆形区域使用了两个一维周期性入射耦合光栅(一个在第一表面,一个在第二表面)。这将导致FOV的左右部分的行为略微不对称,但可以通过将两个光栅组合成一个单一的二维周期结构(位于第一或第二表面)来克服这个问题。 (=;'>*L(  
    为了重新组合和耦合光线,一个一维周期性的出射耦合器被应用,有一个矩形的区域。这是一个特殊的配置,为了使设计有更大的灵活性,可以用一个二维周期的出射耦合器来代替它。 %.r \P@7/Q  
    2IRARZ,3  
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    k'H[aYMA  
    出瞳扩展器(EPE)区域 {FKr^)g  
    #$-?[c$>  
    : [328X2  
    u_ l?d  
    每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: j~K(xf  
    LjE3|+pJ  
    UH}lKc=t  
    +hr|$  
    设计&分析工具 _cWuRvY  
    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。 +$nNYD  
    - 光导布局设计工具: rTR"\u7&H  
    设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 1/w8'Kf'u  
    - k域布局工具。 M9BEG6E9  
    分析你的设计的耦合条件。 {d;z3AB  
    - 尺寸和光栅分析工具。 w9VwZow  
    检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ^Cp2#d*  
    0#eb] c   
    jS[=Zx`  
    8tQL$CbO  
    总结-元件 WPNw")t!  
    Fj~suZ`  
    #&?ER]|3  
    qve'Gm)  
    .24z+|j  
    ;hO6 p  
    结果:系统中的光线 BlU&=;#r5>  
    YX-j|m|  
    只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: ."^\1N(.n  
    H@G$K@L  
    k)*apc\W  
    M(K7xx+G  
    所有在光导内传播的光线: @W/k}<07  
    cl `Wl/Q#  
    vr4r,[B6y  
    SsW<,T  
    FOV:0°×0° 7:pc%Ksq  
    }BI6dZ~2A  
    @XM*N7  
    y-nv#Ejr  
    FOV:−20°×0° wzju)qS  
    6P717[  
    2p](`Y`  
    O{~Xp!QQt  
    FOV:20°×0° |6bvUFr  
    >zX^*T#  
    L +Uq4S^  
    6[ 3 K@  
    VirtualLab Fusion技术 lqmQQ*Z  
    2DFsMT>X  
     
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