波動光學的案例
線下培訓 | 《 ASAP 光學系統波動光學 》 招生中
ASAP · 光學系統分析波動光學 · 線下培訓
波動光學（wave optics）波動光學是光學中非常重要的組成部分，內容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等，無論理論還是應用都在物理學中占有重要地位。粒子在光場或其他交變電場的作用下，產生振動的偶極子，發出次波。用這樣模型來說明光的吸收、色散、散射、磁光、電光等現象，甚至光的發射也是一般波動光學的內容。
ASAP 光學系統波動光學
-培訓主題-
武漢墨光計劃2023年07月24日-26日在武漢舉辦《 ASAP 光學系統波動光學》線下培訓，共計三天。
本次課程涵蓋光源構造方法和相干光線追跡的 ASAP 方法。學習如何在光線追跡過程中正確地對物體進行采樣，如何將場傳播到邊緣和通過孔徑，以及如何將當前場分解為一組新的光束，識別和糾正場傳播問題。還將介紹適當的相干通量計算以及故障排除程序。以下是培訓課程大綱：
01
培訓大綱
· 高斯光束概念；
· ASAP 中相干場傳輸；
· ASAP 中建模波動光學的相關命令；
· 建立相干光源；
· 通過光學系統的相干場傳輸；
· 計算相干場的振幅和相位；
· 如何對光源建模、傳輸和場計算正確采樣；
· 計算脈沖響應和光學傳遞函數；
· 剪切場的確定以及其對場的影響；
· 如何輸入任意場；
· 如何將場耦合到光纖和波導中；
· 如何處理空間和時間相干性；
· 如何檢測和校正問題；
· 相干輻射測量；
· 建模成像系統、二極管激光器、干涉儀、光柵、標準具等；
· 偏振；
· 建立偏振光源、偏振光線追跡、偏振通量計算。
展開 線下培訓 | ASAP 光學系統波動光學正在招生中
波動光學（wave optics）波動光學是光學中非常重要的組成部分，內容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等，無論理論還是應用都在物理學中占有重要地位。粒子在光場或其他交變電場的作用下，產生振動的偶極子，發出次波。用這樣模型來說明光的吸收、色散、散射、磁光、電光等現象，甚至光的發射也是一般波動光學的內容。
武漢墨光將于2023年09月13日-15日在武漢舉辦《 ASAP 光學系統波動光學》線下培訓，共計三天。
本次課程涵蓋光源構造方法和相干光線追跡的 ASAP 方法。學習如何在光線追跡過程中正確地對物體進行采樣，如何將場傳播到邊緣和通過孔徑，以及如何將當前場分解為一組新的光束，識別和糾正場傳播問題。還將介紹適當的相干通量計算以及故障排除程序。以下是培訓課程大綱：
培訓主題
《 ASAP 光學系統波動光學》
培訓大綱
? 高斯光束概念
? ASAP 中相干場傳輸
? ASAP 中建模波動光學的相關命令
? 建立相干光源
? 通過光學系統的相干場傳輸
? 計算相干場的振幅和相位
? 如何對光源建模、傳輸和場計算正確采樣
? 計算脈沖響應和光學傳遞函數
? 剪切場的確定以及其對場的影響
? 如何輸入任意場
? 如何將場耦合到光纖和波導中
? 如何處理空間和時間相干性
? 如何檢測和校正問題
? 相干輻射測量
? 建模成像系統、二極管激光器、干涉儀、光柵、標準具等
? 偏振
? 建立偏振光源、偏振光線追跡、偏振通量計算
舉辦單位：
武漢墨光科技有限公司
培訓日期：
2023年09月13日-15日（三天）
培訓費用：
4800元/人（8月25日前報名可享受八五折優惠，不與墨光其他優惠同時使用。）
展開 RP 系列激光分析設計軟件 | 波動光學
波動光學通常被理解為完全經典的方法，不考慮任何量子效應。量子光學與擴展理論一起工作，電磁場在一個新的基礎上被處理。盡管某種粒子特征（→光子）也變得明顯起來，但光的波動特性仍然起著重要作用。
波動光學中一個非常重要的概念是傅里葉光學，它本質上意味著橫向空間傅里葉變換的應用。這既可以對各種現象和設計技術進行直觀的定性解釋，也可以進行定量計算。這種計算只能部分地用分析方法來完成。
圖1:可變輸入光束位置下多模光纖末端的強度分布，顯示為動態圖形。這種計算需要基于波動光學；光線光學是不夠的。圖片來自 RP Fiber Power 軟件的案例研究。
通常，基于某種波動方程使用數值軟件來模擬光傳播。雖然這種方法原則上相當通用，但如果不使用各種限制假設（例如，光基本上只沿一個方向傳播），計算時間和內存需求可能會過多。就幾何光學而言，足以進行真實的描述，這種方法通常優于波動光學，因為它對計算的要求要低得多。
與此相關的一個術語是物理光學，它可能被解釋為與波動光學相同，或者在應用某些近似時具有更嚴格的意義。該術語強調，這種基于波的模型在物理上比幾何光學更真實，即使它們不是基于完整的麥克斯韋方程。
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ASAP · 光學系統分析波動光學 · 線下培訓
波動光學（wave optics）波動光學是光學中非常重要的組成部分，內容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等，無論理論還是應用都在物理學中占有重要地位。粒子在光場或其他交變電場的作用下，產生振動的偶極子，發出次波。用這樣模型來說明光的吸收、色散、散射、磁光、電光等現象，甚至光的發射也是一般波動光學的內容。
· 培訓主題
·
ASAP 光學系統波動光學
武漢墨光計劃2023年06月14日-16日在武漢舉辦《 ASAP 光學系統波動光學》線下培訓，共計三天。
本次課程涵蓋光源構造方法和相干光線追跡的 ASAP 方法。學習如何在光線追跡過程中正確地對物體進行采樣，如何將場傳播到邊緣和通過孔徑，以及如何將當前場分解為一組新的光束，識別和糾正場傳播問題。還將介紹適當的相干通量計算以及故障排除程序。
展開 
2026 | OAS光學軟件-幾何光學與波動光學跨尺度仿真
目錄
01
｜軟件概述
02
｜幾何光學解決方案
03
｜波動光學解決方案
04
｜軟件試用申請/聯系我們
01/軟件概述
OAS（Optical Advanced Software）是一款專業的光學工具。該軟件能夠在3D空間中通過序列和非序列光線追跡技術，精確模擬光學系統的性能表現。它不僅提供了真實的設計功能、精確的分析功能，還具備高性能的產品可視化能力，幫助用戶快速、高效地創建和修改光學系統設計，從初始概念階段到后續工程建造階段的迭代與優化。此外，軟件構建的光學模型能夠自動適配主流供應商的光學元件數據庫，為光學研究與實踐提供了極具價值的專業工具支持。
應用領域
OAS光學軟件在汽車制造、通信工程、虛擬現實、安防監控、工業檢測、光學儀器研發以及激光加工等眾多領域都有著極為廣泛且深入的應用。其憑借著先進的算法和強大的功能模塊，能夠精準地模擬光線傳播、分析光學系統的性能，為各領域的光學設計項目提供全面且高效的解決方案。
軟件主界面
軟件特色
OAS光學軟件支持從幾何光學到波動光學的跨尺度仿真，實現幾何光學下的序列與非序列光線追跡，以及波動光學的全維度分析，能夠滿足車燈設計、鏡頭像質評估、微納光學器件、激光應用系統、光波導系統等前沿領域的需求，為客戶提供全面且專業的解決方案。
展開 線上培訓 | 第15期《 ASAP 光學系統分析波動光學》招生中
· 培訓主題
·
ASAP 光學系統波動光學
武漢墨光將在2023年03月29日-31日舉辦《 ASAP 光學系統波動光學》線上培訓。共計三天18個課時。
本次課程涵蓋光源構造方法和相干光線追跡的 ASAP 方法。學習如何在光線追跡過程中正確地對物體進行采樣，如何將場傳播到邊緣和通過孔徑，以及如何將當前場分解為一組新的光束，識別和糾正場傳播問題。還將介紹適當的相干通量計算以及故障排除程序。
學無止境 | 《ASAP 光學系統波動光學》線上精品課
全面的光學軟件產品
（點擊下方各軟件名稱可查看軟件介紹詳情）
ASAP 高級光學系統分析軟件
APEX 光機系統與分析軟件
SYNOPSYS? 光學設計軟件
Reflector CAD 車燈光學曲面自動設計軟件
DIFFRACT 波動光學模擬仿真
Sim 3D Max FDTD仿真軟件
Temprofile 多層模結構的激光熱模擬
Multilayer 光學膜結構模擬軟件
SimuLase 半導體設計分析軟件
RP Fiber Power 光纖激光器及光纖器件設計軟件
RP Resonator 激光諧振腔設計軟件
RP Coating 設計光學多層結構軟件
RP ProPulse 脈沖傳輸模擬
RP Q-switch 調 Q 激光器
RP Fiber Calculator 光纖計算器
Mathematica 科學計算軟件
······
查看更多產品請上武漢墨光官網http://www.asdoptics.com/products.php
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武漢墨光科技有限公司
展開 OAS波動光學仿真來助力
核心光路包含激光光源、分束器、照明與參考光路及記錄介質，廣泛用于三維顯示、精密計量、無損檢測、光學防偽等領域。本案例基于 OAS 波動光學模塊，完成全息記錄與再現全流程仿真，為系統設計、優化與評估提供專業工程支撐。
案例設置與操作
模型構建
基于 OAS 軟件三維建模與相干光仿真能力搭建全息光路模型，選用高斯相干光源，經分束元件形成物光與參考光支路。
物光經擴束準直照射物體后攜帶信息抵達記錄面，參考光經角度調控與物光形成穩定干涉場。軟件調用標準元件庫與材料數據庫，精準配置膜層、偏振、光敏介質參數，模型幾何結構與光學特性與實際工程裝置高度一致。
探測器設置
在全息記錄平面部署相干場探測器，同步采集振幅、相位、光強與偏振信息，精準捕獲干涉條紋分布。合理設置采樣分辨率與接收視場，覆蓋有效記錄區域，濾除雜散光與系統噪聲。再現階段加載全息圖，以共軛參考光照明，在成像面部署三維場探測器，獲取再現光場空間分布、景深與成像質量等關鍵數據。
分析優化
采用 OAS 光束追跡與傅里葉衍射算法，快速生成全息干涉圖，量化提取條紋對比度、空間頻率、衍射效率等指標。再現階段精準復現物體三維像，還原景深與細節，支持 PSF、MTF、波前誤差等像質評估。依托參數化優化功能，迭代調整光程、角度、功率等參數，修正光路偏差，提升全息圖質量與再現成像清晰度。
總結
本案例通過 OAS 軟件完成全息照相記錄與再現全流程仿真，驗證了軟件在相干干涉、衍射成像與復雜光場分析中的高精度與高效率。OAS 憑借跨尺度仿真、光束追跡與矢量場傳播能力，為全息光學、三維成像提供一體化設計仿真平臺，顯著縮短研發周期、降低實驗成本，支撐全息技術工程化落地與性能升級。
展開 23，用comsol求解米氏散射公式，納米球的散射問題 ￥2500
</p><p>在之前第二篇文章的文獻中，作者已經給出米氏散射公式如下<img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/9c6cb860894a4aafbf373876c4ba6f18.png" alt="捕獲.png"></p><p>作者對比了用 comsol波動光學模塊 和 米氏解析解 求解出的散射效率，發現二者吻合，從而證明確實用波動光學模塊計算出的結果正確。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/42d7ce04673649fb8191262b7608080d.png" alt="捕獲.png"></p><p><br></p><p>那么我現在也用comsol求解了上述的米氏散射公式，我用三種方法求解消光，散射效率：（1）波動光學模塊。（2）在comsol中手動敲入米氏散射公式。（3）用comsol內置好的米氏散射公式函數。發現三者求解的結果一致，能復現出論文，如下圖所示，證明了對散射，消光效率求解的正確性。
展開 經典光學都研究哪些內容？
經典光學都研究哪些內容？今天我們一起來聊聊關于光學的一些相關研究！
狹義來說，光學是關于光和視見的科學，光學這個詞，早期只用于跟眼睛和視見相聯系的事物。而今天，常說的光學是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內的，關于電磁輻射的發生、傳播、接收和顯示，以及跟物質相互作用的科學。光學是物理學的一個重要組成部分，也是與其他應用技術緊密相關的學科。光學自誕生之日起，就是一門：“儀器化”的科學。
經典光學的研究內容
應用光學、物理光學（波動光學）、量子光學。應用光學是從幾個由實驗得來的基本原理出發，來研究光的傳播問題的學科。它利用光線的概念，用折射、反射定律來描述光在各種媒質中傳播的途徑，它得出的結果通常是波動光學在某些條件下的近似或極限。物理光學（波動光學）是從光的波動性出發來研究光在傳播過程中所發生現象的學科，所以也稱為波動光學。它可以比較方便地研究光的干涉、衍射、偏振，以及光在各向異性的媒質中傳播時所表現出的現象。量子光學是從光子的性質出發，來研究光與物質相互作用的學科。它的基礎主要是量子力學和量子電動力學。（文章來源：本文整理于網絡。如文中有什么不當之處請隨時聯系我們，我們將及時進行修改。）
激光檢測儀器推薦光束質量分析儀推薦理由：自主研發，性價比高，專業可靠
光研科技自主研發的光束質量分析儀是近日光電圈備受關注的一種光學檢測儀器，也是國內少有的自主研發的優秀光學檢測儀器。這款產品目前已經得到了很多用戶的好評。
這種光束質量分析儀不僅實用可靠，而且專業便捷，也可以根據用戶要求定制，關鍵是在很多方面可以替代國外的進口產品！
其中“Beamfiler Basic光束質量分析儀”是整個系列的基礎版。也是這個系列產品的爆款型號！
展開 comsol光電初學者案例
2.3基本函數設置方法，如插值函數、解析函數、分段函數等
2.4特殊函數的設置方法，如積分、求極值、求平均值等
2.5高效的網格劃分
3、前處理和后處理的技巧講解
3.1特殊變量的定義，如散射截面，微腔模式體積等
3.2如何利用軟件的繪圖功能繪制不同類型的數據圖和動畫
3.3數據和動畫導出
3.4不同類型求解器的使用場景和方法
COMSOL 仿真進階 RF及波動光學模塊仿真技術詳解
4、COMSOL 中 RF、波動光學模塊仿真基礎
4.1 COMSOL 中求解電磁場的步驟
4.2 RF、波動光學模塊的應用領域
5、RF、波動光學模塊內置方程解析推導
5.1亥姆霍茲方程在 COMSOL 中的求解形式
5.2 RF 方程弱形式解析，以及修改方法(模擬特殊本構關系的物質)
5.3深入探索從模擬中獲得的結果
（如電磁場分布、功率損耗、傳輸和反射、阻抗和品質因子等）
6、邊界條件和域條件的使用方法
6.1完美磁導體和完美電導體的作用和使用場景
6.2阻抗邊界條件、過度邊界條件、散射邊界條件、周期性邊界條件的作用
6.3求解域條件：完美匹配層的理論基礎和使用場景、 PML 網格劃分標準
6.4遠場域和背景場域的使用；6.5 端口使用場景和方法；
6.5波束包絡物理場的使用詳解；
7、波源設置
7.1散射邊界和端口邊界的使用方法和技巧（波失方向和極化方向設置、S
參數、反射率和透射率的計算和提取、高階衍射通道反射投射效率的計算）
7.2頻域計算、時域計算 7.3 點源,如電偶極子和磁偶極子的使用方法
7.4背景場的作用及使用方法
8、材料設置
8.1計算模擬中各向同性,各向異性,金屬介電和非線性等材料的設置
8.2二維材料,如石墨烯、MoS2 的設置；
8.3特殊本構關系材料的計算模擬(需要修改內置的弱表達式)
9、網格設置
9.1精確仿真電磁場所需的網格劃分標準 9.2 網格的優化 9.3
展開 
Display顯示屏光學解決方案
客戶面臨的挑戰
? 顯示屏光學表現——常見評價顯示屏的參數包含色彩飽和度、大角度色偏移、能量使用效率。
? 同時考慮微觀和巨觀組件而優化顯示屏——顯示屏通常需要考慮微觀和巨觀組件，需要一個整合的工作流。
顯示器行業生態鏈
Ansys解決方案
Ansys顯示器解決方案–多工具整合工作流
OLED顯示屏視角表現
客戶痛點
? OLED顯示屏不同視角的亮度與顏色可能會改變。
? OLED顯示屏包含了微米結構和毫米結構，仿真需要同時考慮幾何光學和波動光學，只用單一一種仿真工具是不足的。
解決方案
? Ansys包含了所有光學仿真工具。Lumerical能處理波動光學，Zemax能考慮序列幾何光學而SPEOS能考慮非序列幾何光學。這些工具足以涵蓋OLED仿真所需。
? Lumerical能仿真OLED微結構的發光場型并將結果交給SPEOS。SPEOS仿真能考慮人眼視覺，提供簡潔易懂的仿真結果。
? Optislang能自動化優化和仿真OLED顯示屏。
效益
? 整合幾何和波動光學，方便的工作流減少不同軟件串接的不便。自動化設計則能加速產品設計流程，省下打樣成本。
? SPEOS提供直接好懂的仿真結果，方便用戶評估。
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。同時，優飛迪科技也與國際和國內的主要頭部工業軟件廠商建立了戰略合作關系，能夠為客戶提供完整的產品開發平臺解決方案。
展開 計算電磁學模擬：使用哪個模塊？
在 AC/DC 模塊、RF 模塊和波動光學模塊之間選擇
AC/DC 模塊和 RF 模塊之間的分界線有點模糊。問我們自己幾個問題會有所幫助：
我正在使用的設備會輻射大量能量嗎？我對計算諧振感興趣嗎？如果是這樣，則RF模塊更合適。
設備是否比最高工作波長的波長小得多？我主要對磁場感興趣嗎？如果是這樣，則 AC/DC 模塊更合適。
如果您正好介于兩者之間，那么將這兩種產品都包含在模塊庫中是合理的。
在 RF 模塊和波動光學模塊之間選擇需要詢問您自己的應用。盡管在時域和頻域上，麥克斯韋方程組的全波形式在功能上存在許多重疊，但在邊界條件上仍存在一些細微差異。存在適用于微波設備模擬的所謂集總端口和集總元件邊界條件，它們只包含在 RF 模塊中。還請記住，只有“波動光學模塊”包含波束包絡公式。
就材料特性而言，這兩種產品具有不同的材料庫：RF 模塊提供了一套通用的電介質基底，而波動光學模塊則在光學和紅外頻帶中包含了上千種不同材料的折射率。有關此內容以及其他可用材料庫的更多詳細信息，請參見此博客文章。當然，如果您對設備模擬需求有特定疑問，請與我們聯系。
下圖概述了這些模塊之間的近似分界線。
使用射線光學模塊追蹤射線
如果要模擬大小是波長數千倍的設備，則不再可能通過有限元網格來解析波長。在這種情況下，我們還在射線光學模塊中提供了幾何光學方法。這種方法不直接求解麥克斯韋方程組，而是模擬空間追蹤光線。這種方法僅需要將反射表面和介電區域進行網格剖分，而不是均勻的自由空間。它適用于透鏡、望遠鏡、大型激光腔以及結構-熱-光學性能（STOP）分析的模擬。甚至可以將其與全波分析的輸出結合起來，如本示例所示的教程模型。
多物理場模擬
除了求解麥克斯韋方程組本身之外，COMSOL Multiphysics 的核心優勢之一是求解幾個物理場之間存在耦合的問題。
展開 仿真揭示光環諧振器中的“回音廊”效應
全內反射是一種光學現象，即光線不會折射通過它們觸及的介質邊界。
光在光環諧振器中的傳播。
由于只有少數波長在這些環路中達到諧振，因此光環諧振器被用作濾波器。諧振腔耦合器的傳輸損耗可以對波在傳播過程中產生的損耗起到平衡作用，對陷波濾波器來說非常理想。
在 COMSOL 軟件中模擬光環諧振器
波動光學模擬軟件有助于評估光環諧振器的光譜特性。例如，你可以使用 COMSOL 軟件和附加的波動光學模塊，模塊中包含預定義的電磁波，波束包絡接口。此接口用于模擬光波在許多波長上的傳播，你可以利用其中的分析結果來評估光環諧振器作為陷波濾波器的性能。
電磁波，波束包絡接口基于波束包絡法，這是一種數值方法，用于分析大型光學仿真中的慢變電場包絡。與傳統光學分析方法相比，波束包絡法不需要一套細化的網格即可解析波的傳播，這使得此方法成為一種計算高效的選擇。
在兩個波導之間的邊界上發生相位躍變的光環諧振器（y = 0）。
在直波導與環形波導之間的邊界上存在不連續的相位近似。通過執行場連續性 邊界條件，可以處理這種相位不連續以及場包絡的相位不連續。該邊界條件使得電場和磁場在邊界上具有連續的切向分量，即使存在相位躍變也是如此。
計算仿真結果
為了計算模型的光譜特性，你可以使用波動光學特有的模擬特征來運行邊界模式分析和頻域研究。下圖為諧振波長的場圖。這些結果表明，當直波導中的場與環形波導中的場發生干涉時，它們是異相的；因此，直波導中的出射場幾乎為零。由于幾乎沒有光從直波導傳輸，所以可以認為這個光環諧振器是設計良好的陷波濾波器。
你可以測試模型的參數來設計一個改進的光環諧振器，使其完全阻擋諧振波長的光，甚至可以通過構建 App 來高效運行多個分析.
來源：COMSOL
展開 投影物鏡設計難點多？OAS跨尺度仿真精準實現
投影物鏡案例分析
簡介
投影物鏡作為光刻、投影顯示等領域的核心光學成像系統，由前級聚光、中繼像差校正及后級投影多組透鏡單元構成，通過多級光線會聚與像差校正消除球差、色差等畸變，實現大視場、高分辨率的清晰成像，其成像精度與畸變控制能力直接決定終端設備的性能表現，需嚴格滿足高精度光學系統的設計標準。本項目基于 OAS 光學軟件，通過幾何與波動光學跨尺度仿真、光機一體化建模及多維度性能優化，構建高性能投影物鏡方案，突破傳統設計中像差耦合、雜散光干擾等核心瓶頸。
案例設置與操作
模型構建
依托 OAS 光學元件數據庫，精準導入透鏡組、光學支架等核心組件參數，快速搭建投影物鏡完整光學模型。利用軟件內置輕量化 CAD 核心，實現光學透鏡與機械結構的一體化建模，支持參數化與自由建模雙模式，精準控制透鏡間距、面形公差至微米級，避免機械結構對光路的遮擋與干擾，保障光學系統與機械結構的適配性與穩定性。
參數配置
以高分辨率、低畸變及大視場為核心設計目標，針對性設定光學性能、結構適配、場景應用等關鍵參數。通過 OAS 實時光路預覽功能，動態觀測不同參數下的光路傳播狀態，實時優化透鏡面形、曲率及組間排布方式，確保在光學系統緊湊設計的基礎上，滿足光刻、投影顯示等不同場景的成像需求。
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