干涉條紋仿真分析的案例
干涉檢測中條紋仿真失真？OAS光學軟件案例精準解困
馬赫曾德干涉儀-Z案例分析
簡介
馬赫曾德干涉儀作為經典的分波前干涉裝置，廣泛應用于光學檢測、精密測量、光通信等領域，其核心功能是通過光束分束、反射、合束產生干涉條紋，實現對介質折射率、光路相位差、物體微小形變等物理量的精準測量。OAS 光學軟件憑借強大的光束追跡能力、高精度仿真引擎及可視化功能，可高效完成馬赫曾德干涉儀的光路建模、參數優化與干涉效果模擬，為相關領域的研發設計提供可靠的仿真工具。
案例設置與操作
模型構建
采用 50/50 透反比組件，將入射光束分為兩束振幅相等的透射光與反射光；配置兩片高反射率反射鏡，分別引導兩束光沿不同光路傳播，通過調整反射鏡角度控制光程差；在合束光傳播路徑末端設置探測平面，定義平面尺寸、像素分辨率，確保干涉條紋細節清晰捕捉。
參數設置
基于 OAS 軟件的柔性光源建模模塊，選擇高斯光束類型，嚴格輸入核心參數：束腰半徑 250μm、中心波長 0.6328μm，同時設置光束發散角、偏振方向等輔助參數，確保光源模型與實際物理光源高度一致。OAS 支持多類型光源自定義，可通過參數化輸入快速匹配不同應用場景的光源需求。
性能優化
利用 OAS 軟件的光線追跡算法，設置高精度模式追跡，啟用相位追跡功能，同時配置光線采樣數量與傳播步長，平衡仿真效率與結果精度。
馬赫曾德干涉儀-Z的三維追跡圖
馬赫曾德干涉儀-Z的探測器結果圖
總結
本項目通過 OAS 光學軟件的精準建模、仿真分析與優化功能，成功解決了馬赫曾德干涉儀-Z設計難題，OAS 光學軟件可為光學干涉儀、激光器、光通信模塊等各類光學系統提供一站式仿真解決方案，助力科研機構與企業提升研發效率、降低實驗成本。
展開 基于激光的邁克爾遜干涉儀和干涉條紋探測
摘要
邁克爾遜干涉儀是光學干涉測量的典型裝置。 裝置中的不同配置可能導致不同的干涉條紋，因此，它們之間的關系非常值得去深入研究。借助VirtualLab Fusion中的非序列追跡技術，可以輕松設置和配置邁克爾遜干涉儀，并在不同情況下顯示干涉條紋。在該示例中，展示了幾種典型情況下相應的干涉條紋。
建模任務
等效光程的計算結果
平移可移動反射鏡的計算結果
傾斜可移動反射鏡的計算結果
平移和傾斜可移動反射鏡的計算結果
VirtualLab 視圖
VirtualLab 流程
?設置入射高斯場
-基本光源模型
?設置組件的位置和方向
-LPD II：位置和方向
?設置組件的非序列通道
-非序列追跡通道設置
VirtualLab 技術
文件信息
進一步閱讀
-馬赫澤德干涉儀
-全視場光學相干掃描干涉儀
-用于光學測試的飛索干涉儀
展開 基于激光的邁克爾遜干涉儀和干涉條紋探測
摘要
邁克爾遜干涉儀是光學干涉測量的典型裝置。 裝置中的不同配置可能導致不同的干涉條紋，因此，它們之間的關系非常值得去深入研究。借助VirtualLab Fusion中的非序列追跡技術，可以輕松設置和配置邁克爾遜干涉儀，并在不同情況下顯示干涉條紋。在該示例中，展示了幾種典型情況下相應的干涉條紋。
建模任務
等效光程的計算結果
平移可移動反射鏡的計算結果
傾斜可移動反射鏡的計算結果
平移和傾斜可移動反射鏡的計算結果
VirtualLab 視圖
VirtualLab 流程 ?設置入射高斯場-基本光源模型?設置組件的位置和方向-LPD II：位置和方向?設置組件的非序列通道-非序列追跡通道設置
VirtualLab 技術
文件信息
展開 干涉條紋分析缺可靠工具？OAS 軟件馬赫曾德案例解難題
從觀測結果來看，干涉條紋呈現出均勻的平行等間距分布，符合馬赫曾德干涉儀在理想條件下的干涉特性，驗證了本次光路設置的合理性與準確性。此外，通過軟件的數據分析功能，還可對干涉條紋的間距、對比度等參數進行定量測量，若需進一步研究外界因素（如溫度、振動）對干涉條紋的影響，可在軟件中添加相應的擾動模型，開展更貼近實際應用場景的仿真分析。
馬赫曾德干涉儀-Y的三維追跡圖
馬赫曾德干涉儀-Y的探測器結果圖
總結
OAS 光學軟件憑借直觀的界面操作、精準的光學計算模型與豐富的結果分析功能，為馬赫曾德干涉儀等光學系統的仿真提供了高效工具。無論是基礎光學實驗教學，還是復雜光學設備的研發設計，均可借助該軟件降低實驗成本、縮短研發周期。
展開 
干涉條紋研究
干涉測量是用于精確測量中最廣泛應用的技術之一。通過觀察和研究條紋圖案，可以判斷表面形狀質量或關于光譜帶寬的儀表信息。利用VirtualLab Fusion中非序列場追跡技術，可以輕松地設置和分析光學干涉儀。在這里提出兩個經典的基于邁克爾遜干涉儀的例子：一個高質量相干激光光源，另一個寬帶白光光源。
模擬使用氙氣燈作為光源的邁克爾遜干涉儀，充分考慮了光源的光譜特性（有限的相干長度）。
干涉條紋研究.....
干涉測量是用于精確測量中最廣泛應用的技術之一。通過觀察和研究條紋圖案，可以判斷表面形狀質量或關于光譜帶寬的儀表信息。利用VirtualLab Fusion中非序列場追跡技術，可以輕松地設置和分析光學干涉儀。在這里提出兩個經典的基于邁克爾遜干涉儀的例子：一個高質量相干激光光源，另一個寬帶白光光源。
基于激光的邁克爾遜干涉儀
借助VirtualLab Fusion中非序列追跡技術建立了該邁克爾遜干涉儀，并展示了不同配置中的干涉條紋。
白光邁克爾遜干涉儀
模擬使用氙氣燈作為光源的邁克爾遜干涉儀，充分考慮了光源的光譜特性（有限的相干長度）。
展開 34基于MATLAB的楊氏雙孔干涉條紋 ￥8.9
基于MATLAB的楊氏雙孔干涉條紋，可調節距離，孔的大小等參數，程序已調試通過，可直接運行。
干涉條紋精準度不足？OAS 軟件案例來解困
邁克爾遜等厚干涉案例分析
簡介
邁克爾遜干涉是光學領域經典的干涉現象，其等厚干涉表現形式在精密測量、光學元件質量檢測、光波動性驗證等場景中具有不可替代的應用價值。傳統物理實驗受環境振動、元件精度等因素影響，難以精準呈現等厚干涉的理想特征及參數變化規律。OAS 光學仿真軟件憑借高效的幾何光追跡算法、靈活的參數調控功能及可視化結果輸出能力，成為突破實驗局限、精準模擬干涉現象的核心工具。本文基于 OAS 軟件構建邁克爾遜干涉系統，實現等厚干涉現象的仿真分析與規律驗證。
案例設置與操作
模型搭建
啟動 OAS 軟件后，按照邁克爾遜干涉儀的標準光路，依次添加單色點光源、半透半反分束器、平面反射鏡 M1、平面反射鏡 M2 及接收屏組件。通過軟件的元件對齊功能，確保各光學元件的中心軸線共面共軸，保障光路傳播的準確性。
參數設置
關閉理想透鏡追跡功能，避免額外光學元件對干涉光路的干擾；在反射鏡 M2 的參數設置界面，將其傾角精準調整至 89.999 度，使 M1' 與 M2 形成微小夾角，滿足等厚干涉的產生條件；設置光源波長為單色光，光追跡精度調整為高精度模式，確保干涉結果的計算準確性。
仿真過程
完成模型搭建與參數配置后，啟動全局光追跡運算。OAS 軟件將基于幾何光學原理，逐光線計算其經分束、反射、疊加后的傳播路徑及光程差分布，自動生成接收屏上的干涉條紋圖像及數據文件。
等厚干涉時的三維追跡圖
探測器上形成的直條紋
總結
本案例通過 OAS 軟件成功實現了邁克爾遜等厚干涉現象的精準仿真，為光學研究與實踐提供了多重價值。在教學場景中，可幫助學習者直觀理解干涉原理及參數影響規律，彌補傳統實驗的直觀性不足。
展開 Moldex3D模流分析之光學組件的條紋級數與光彈條紋
為什么使用塑料光學仿真?
Moldex3D 光學模塊(Optics)以現在光學組件逐漸輕薄短小之趨勢下，在狹小的流動空間下，流動導致之非等向性質將非常嚴重。所以成型過程所導致之雙折射、光程差及偏極化將成為射出成型之光學組件在設計制造上的主要瓶頸。Moldex3D光學模塊建立在真實三維實體技術上的流動分析，以黏彈性分析所預測出的流動殘留應力為出發，對于非等向性的分子排向而產生的雙折射現象能有良好的掌握。Moldex3D Optics提供使用者如何著手修改幾何外型、澆口設計、射速、保壓、冷卻系統等影響光學性質的重要加工因子。Moldex3D 更進一步與其他光學產品整合，如此用戶可以輸出變型結果及折射率分布后在如CODE V產品中來驗證設計。
受熱影響下的條紋級數與光彈條紋
挑戰
o 需求
? 產品微小化
? 高準確度
? 好的外觀質量
o 成型過程中會遇到的問題
? 流動不平衡
? 燒焦劣化
? 尺寸變型
? 材料相關問題
Moldex3D 解決方案
? 可視化光學塑件的充填行為
? 可視化流動導致之光程差、條紋級數與光彈條紋等光學性質
? 預測可能的成品瑕疵，包含短射、流動不平衡、尺寸收縮與翹曲變型
? 優化光學制造成型參數，包含充填速度、保壓壓力以及冷卻設計
? 利用與CODE V的整合，預測變形及折射率的分布不均
? 優化進澆及流道設計以提升產品質量
(a) 流動波前時間 (b) 翹曲變型
相機套筒的塑料射出成型模擬
(a) 流動導致條紋級數 (b) 流動導致光彈條紋
光學鏡片的塑料射出成型模擬
應用產業
? 光學產業
展開 [VirtualLab論文] VirtualLab Fusion仿真精密玻璃模壓成型所造成的衍射條紋
[圖片]
Ansys Zemax | 如何使用ZOS-API分析全息圖的結構條紋
在這種情況下，對于全息圖表面上的每個采樣點，我們在兩個構造光源和該點之間分別作出一個矢量，然后利用這兩個矢量之間的差值以及波長來確定全息圖表面的條紋頻率。
計算光學制造全息圖的條紋頻率
光學制造全息圖的情況有點復雜，因為它們的特性包括兩個獨立光學系統產生的像差效應。當以 OFH 為分析對象時，我們必須分別打開每個構造 ZMX 文件（使用 IOpticalSystem 在后臺完成），并運行批量處理光線追跡來檢索全息圖表面網格中每條光線的方向余弦。在光線追跡中，我們也在給定的點檢索表面法向量，用于條紋密度計算 。
分析設置
全息圖分析允許用戶繪制條紋頻率（每透鏡單位的條紋），或者直接在規范化尺度上顯示構造光束的干涉條紋。分析設置如下:
表面序號 (Surface Number) ：被分析全息圖表面的表面序號，只有有效的表面才會出現在該選項中（全息圖 1、全息圖 2、光學制造全息圖）。如果在系統中沒有找到有效的表面，則在加載分析時將出現錯誤提示。
采樣 (Sampling) ：用于探測干涉光線的網格采樣密度。追跡的實際樣本光線數是這里所示值的兩倍，因為兩個構造光束都需要光線網格采樣。
條紋縮放 (Fringe Scale) ：當“ 繪制條紋頻率 ”啟用時此功能將會被禁用。當將設置為繪制干涉時，這個比例因子決定了每個繪制的干涉條紋的實際物理干涉條紋的數量。例如，值 10 表示在圖中看到的每一條條紋，在全息圖表面都有 10 條實際物理條紋。對于高功率全息圖，可能需要極高的采樣率來查看完整的條紋圖案并避免混疊效果。增加這個比例因子可以消除混疊效應，同時保持相對較低的采樣。
展開 
ZEMAX | 如何使用ZOS-API分析全息圖的結構條紋
在這種情況下，對于全息圖表面上的每個采樣點，我們在兩個構造光源和該點之間分別作出一個矢量，然后利用這兩個矢量之間的差值以及波長來確定全息圖表面的條紋頻率。
計算光學制造全息圖的條紋頻率
光學制造全息圖的情況有點復雜，因為它們的特性包括兩個獨立光學系統產生的像差效應。當以 OFH 為分析對象時，我們必須分別打開每個構造 ZMX 文件（使用 IOpticalSystem 在后臺完成），并運行批量處理光線追跡來檢索全息圖表面網格中每條光線的方向余弦。在光線追跡中，我們也在給定的點檢索表面法向量，用于條紋密度計算。
分析設置
全息圖分析允許用戶繪制條紋頻率（每透鏡單位的條紋），或者直接在規范化尺度上顯示構造光束的干涉條紋。分析設置如下:
表面序號 (Surface Number)：被分析全息圖表面的表面序號，只有有效的表面才會出現在該選項中（全息圖 1、全息圖 2、光學制造全息圖）。如果在系統中沒有找到有效的表面，則在加載分析時將出現錯誤提示。
采樣 (Sampling)：用于探測干涉光線的網格采樣密度。追跡的實際樣本光線數是這里所示值的兩倍，因為兩個構造光束都需要光線網格采樣。
條紋縮放 (Fringe Scale)：當“ 繪制條紋頻率 ”啟用時此功能將會被禁用。當將設置為繪制干涉時，這個比例因子決定了每個繪制的干涉條紋的實際物理干涉條紋的數量。例如，值 10 表示在圖中看到的每一條條紋，在全息圖表面都有 10 條實際物理條紋。對于高功率全息圖，可能需要極高的采樣率來查看完整的條紋圖案并避免混疊效果。增加這個比例因子可以消除混疊效應，同時保持相對較低的采樣。
繪制條紋頻率 (Plot Fringe Frequency)：決定分析運行的模式。
展開 干涉分析應用難題多？OAS勞埃德干涉案例來助力
在光學測量領域，利用該軟件可以預先模擬不同實驗條件下的干涉條紋變化，為微小位移測量、表面形貌檢測等應用提供實驗方案優化的依據，減少實際實驗的成本和時間消耗。
光 · 學堂 | VirtualLab Fusion干涉檢測技術|干涉原理分析及光學系統建模 2026/6/23-24（上海場）
對計量系統的分析不可避免地需要考慮物理光學效應(相干、偏振、干涉、行射等)，以產生現實、充分的結果。VirtualLab Fusion為這種分析提供了必要的工具，利用快速物理光學理論來促進快速仿真。
干涉系統被廣泛地應用于光學測量和光學檢測等領域。對這類系統工作原理的討論必須要結合物理光學的知識，如光的電磁場表示、光的波動性、光場的疊加等。顯微系統也是組成光學測量的一個重要組成部分，課程內容中也涵蓋了高NA系統，微觀與宏觀相結合的完整系統仿真如晶圓檢測系統，摩爾紋系統等。該課程無需軟件基礎。
課程大綱
1
VirtualLab Fusion軟件介紹
光之數字模型平臺原理介紹
電磁場的表達形式
VirtualLab Fusion用戶界面的基礎操作
2
基礎知識簡介
干涉發生的條件
楊氏雙縫干涉實驗特性
激光邁克爾遜干涉--非序列追跡和參數掃描功能介紹
3
干涉測量系統建模
利用FP腔研究鈉原子D線光譜
光學相干層析掃描系統
Inces - Gaussian光束產生渦旋陣列激光光束的觀測
利用剪切干涉法的準直測量
基于菲索干涉儀的面型檢測
Mirau干涉儀
基于零位檢測的CGH設計
4
微觀與宏觀結合的完整系統仿真
結構光照明的顯微鏡系統
用于微結構晶圓檢測的光學系統
摩爾紋的仿真
展開 基于ASAP的散射光雙光束干涉仿真
基于ASAP的散射光雙光束干涉仿真
光的干涉是物理光學中最重要的現象之一。本文分析了MIT實驗視頻中的光學原理，提煉了其物理模型。視頻利用邁克爾遜干涉儀進行分振幅產生兩相干光，在接收屏上觀察到等傾圓紋。本文記錄了利用強大的光學設計軟件ASAP對該物理模型進行仿真的過程。
光學原理: 邁克耳孫干涉儀是應用光的干涉原理，測量長度或長度變化的精密的光學儀器，其光路圖如圖。
運行ASAP模擬結果：
ASAP 已持續在光學領域中發展，由代碼來指示光線如何與系統對象交互作用，來模擬其物理現象。仿真和分析的結果非常明了，能夠比現有其它軟件處理更多的光學系統仿真。 ASAP 在工業界廣泛應用于航天工程、生物光學產業、顯示器、反射器、光學測量科技、光通訊產業、照明系統、光導管系統等。
因此，對于光電專業的學生來說，用好 ASAP 不僅能讓我們在未來的課程設計中受益，更深層次的講，當我們畢業走進上述的工作崗位后，這種渴望探索的求知精神無疑是一筆隱形財富。于是抱著這樣的態度去做工程，這就成為我們學習和發展的優勢，比如當我們設計一個光學系統后想要模擬產品效果是否達到要求， 我們便可以利用 ASAP 強大的功能做出仿真， 發現其存在的問題，結合所學解決優化，以達到完善產品的目的。而每完成這樣的一次任務也就完成了一次自我升華，是對知識的沉淀，對經驗的累積，對視野的拓展。
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