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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 (F
@IUbnl KmMt:^9 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。 C}M0KDF I!bG7;=_
>9|Q,/b0 blLX ncyD 建模任务:基于专利US9791703B1的方法 0hPm,H*Y] $Q?UyEi
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2^|*M@3r 任务描述 &)rmv L:~
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RlpW)\{j? %cBJ haR{( 光导元件 ^fRA$t r1,RloyZS
r=s7be zg)]: 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。 xNT[(( PyIIdTm
>ztv3^w ,UY],;ib 输入耦合和输出耦合的光栅区域 gPDc6{/C< T@X!vCjf6
K !`t EW[ RsY|V|< 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。 v\Q${6kEtx 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。 {"O'kx ZVeY`o(uE
^ng?+X>mP $LKniK 出瞳扩展器(EPE)区域 q4Q1Ib-<2 75gE>:f
M,NYF`;a &g|-3)A 每个区域的形状可以使用不同的方法和定义策略来非常灵活地定义。在这个例子中,两个EPE都是由多边形区域与两个椭圆体结合起来定义的,以切割内部部分。这些光栅是一维周期性的,旋转角度为±35°(分别为左侧和右侧)。更多关于区域定义的信息在下面: 'r3I/qg*m o ;.j_
|[C3_'X Rs7=v2>I 设计&分析工具 @ 3FTf"#Y VirtualLab Fusion提供了一系列的工具来帮助 光学工程师设计和分析光导系统的任务。分析光导系统的任务,包括。 *V5R[ - 光导布局设计工具: 4h?[NOA" 设计一个具有1D-1D光瞳扩展的光导。它可以作为您系统的基础。 i{xgygp6f - k域布局工具。 98G>I(Cw% 分析你的设计的耦合条件。 *uNa(yd - 尺寸和光栅分析工具。 `}"*i_0-5' 检测您的系统中的足迹,以确定 你的区域的大小和形状。 <!R~G-D#_T _r&`[@m
M~=9ym G|v{[>tr 总结-元件 ~`(#sjr6KR "4|D"|wI)
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!Mceg b<NI6z8\ 结果:系统中的光线 yY[N\*P =rGjOb3+ 只有光线照射到 "眼盒"(摄像机探测器)上: *ax$R6a#X hr(E,TAe
UOi8>;k` {IJ,y27 所有在光导内传播的光线: K#kU6/ gYw4YP0Gz
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}w}2'P'T 1Ue)&RW VirtualLab Fusion技术 bj=kqO;*O Bq3" l%hI
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