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2024-12-12 07:55 |
基于微软专利的带蝴蝶出瞳扩展的光波导结构
摘要 Uc<j{U
, x\MzMQ#Bf 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。 5fqQ;r ,U^V]jC
/6PL 0k\BE\PQk 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 `;vJ\$-< ^a+H`RD
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u eD_<KjE= 任务描述 =@EX!]=x y2:~_MD
>^5UXQr EmO{lCENk 光导元件 suP/I?4'@ ]= nM|e
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p 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。 3!:?OUhx e0; KmQjG
XV|u!'Ey a(BEm_l3 输入耦合和输出耦合的光栅区域 6mAaFDI,R &W@#pG
k9Xv@v -0o1iU7 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。 >.X& v 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。 zm7IkYF }cPH}[$zF
lI"~*"c` 8pZGu8 出瞳扩展器(EPE)区域 \p%,g&^ x S(\<@S&
nS5g!GYY,k 8,^2'dK34 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: N!#0O.6 ,VdNP
e!hy,O{Pw b|'{f? 设计&分析工具 Pv#>j\OR& VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 aR0'$*3E - 光导布局设计工具: c ?H@HoF 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。 I"5VkeIx - k域布局工具。 cFF'ygJ/ 分析你的设计的耦合条件。 jM%8h$&E - 尺寸和光栅分析工具。 {`>;I 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 ,u&K(Z% nQ5N\RAZ
t<DZW# N" =$S|Gs 总结-元件 [42EqVR 8v V<A*`
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\]y /EOT zHu w[ 结果:系统中的光线 W~ i599!v =(cfo_B@K 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: Ht_7:5v& f(Uo?_as
$FM:8^ Mr6 q7 所有在光导内传播的光线: %~$coZY^ A/A;'9
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gp 1 OS]FGD3a FOV:0°×0° `vc?*" > %B7/l$
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L_{gM`UFc dc=~EG-_rM FOV:20°×0° 3U!#rz" fB"It~ p
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