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干涉仿真

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創建者：匿名 創建時間：2025-12-15
干涉仿真圖1

干涉仿真的實例教程

Conference book of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers. 21st issue: p555-558 無限葉片數螺旋槳理論 螺旋槳/ 方向舵干涉仿真 仿真結果與實測結果的比較 小結 MSC Cradle里配置了無限葉片數螺旋槳理論功能后，使得螺旋槳和方向舵干涉狀態的計算成本大幅降低，而且仿真結果與實驗結果高度一致。MSC Cradle還可以考慮船體的干涉，是推進性能預測的工具。
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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說明 本示例演示通過1×2端口多模干涉(MMI)耦合器計算寬帶傳輸和光損耗，并使用S參數在 INTERCONNECT 中創建 MMI 的緊湊模型。(聯系我們獲取文章附件) 綜述 低損耗光耦合器和光分路器是基于 Mach-Zehnder 的光調制器的基本組件，是集成電路的關鍵組成部分。通過在輸入和輸出波導處使用 taper 以確保輸入和輸出波導的模式與干涉區域之間的良好匹配，可以將損耗降至最低。EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優化，但該方法可以擴展到任何設計和極化。 運行和結果 第1步：優化 MMI 幾何結構 使用EME運行一系列參數掃描以優化 MMI 性能。 · 模式收斂掃描 確保每個單元格中的模式數量足以給出準確的結果，模式收斂掃描是確保仿真結果可靠的重要部分，應作為 EME 仿真文件初始設置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監視器獲得的電場強度。 · 波長掃描 EME 是一種單頻求解器，參數掃描是獲得寬頻結果所必需的。將波長掃描設置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數關系 。 · 纖芯長度掃描 確定纖芯的最佳長度。涉及改變區域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結果，下圖顯示了作為纖芯長度函數的傳輸。
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附件下載 聯系工作人員獲取附件 說明 本示例演示通過1×2端口多模干涉(MMI)耦合器計算寬帶傳輸和光損耗，并使用S參數在 INTERCONNECT 中創建 MMI 的緊湊模型。 綜述 低損耗光耦合器和光分路器是基于 Mach-Zehnder 的光調制器的基本組件，是集成電路的關鍵組成部分。通過在輸入和輸出波導處使用 taper 以確保輸入和輸出波導的模式與干涉區域之間的良好匹配，可以將損耗降至最低。EME 求解器非常適合表征這些器件，本例中的器件針對TE模式進行了優化，但該方法可以擴展到任何設計和極化。 運行和結果 第1步：優化 MMI 幾何結構 使用EME運行一系列參數掃描以優化 MMI 性能。 模式收斂掃描 確保每個單元格中的模式數量足以給出準確的結果，模式收斂掃描是確保仿真結果可靠的重要部分，應作為 EME 仿真文件初始設置的一部分來完成。下圖顯示輸出端口的傳輸結果收斂于約15種模式，稍大的值用于確保模式數量足以滿足本示例中使用的其他掃描（如波長、纖芯長度和錐形寬度）。右圖為從 field_profile 監視器獲得的電場強度。 波長掃描 EME 是一種單頻求解器，參數掃描是獲得寬頻結果所必需的。將波長掃描設置為1.5~1.6 μm，具有100個波長點，按波長掃描。波長掃描選項卡返回S矩陣，然后可以根據S矩陣的S21元素計算從端口1通過端口2的基本TE模式傳輸。下圖顯示了使用EME分析窗口中的波長掃描功能獲得的1.1 μm taper 寬度的 MMI 傳輸與波長的函數關系 。 纖芯長度掃描 確定纖芯的最佳長度。涉及改變區域長度的掃描非常適合EME求解器，因為幾乎可以立即獲得結果，下圖顯示了作為纖芯長度函數的傳輸。
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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。
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干涉仿真圖2

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課程大綱 1 VirtualLab Fusion光之數字模型平臺 光之數字模型平臺在精密系統檢測方面的工作原理 VirtualLab Fusion 用戶界面的基礎操作 VirtualLab Fusion中非序列追跡的通道配置 2 典型光學檢測系統建模與性能驗證 基礎邁克爾遜干涉儀建模仿真 OCT系統仿真-光學相干層析掃描干涉儀
非球面透鏡后的聚焦研究 145 5.2 掃描系統 156 5.2.1 對使用非球面透鏡的激光掃描系統進行性能分析 156 5.3 FS脈沖建模 176 5.3.1 使用一個高數值孔徑離軸拋物面反射鏡對飛秒脈沖聚焦 177 5.4 晶體建模 182 5.4.1 激光晶體中壓力誘導的雙折射 183 第六章 光學測量 190 6.1 干涉儀模擬仿真
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
建模任務 仿真干涉條紋 走進VirtualLab Fusion VirtualLab Fusion中的工作流程 ?設置輸入場 ?基本光源模型
在VirtualLab Fusion中所實現的快速物理光學技術為著名的干涉儀的快速仿真提供了強有力的工具，從而使我們能夠研究干涉圖樣中的相干和色散效應。 在VirtualLab Fusion中，我們構建了一套Mach-Zehnder干涉儀，并展示了元件的傾斜和移動如何影響干涉圖案。
在VirtualLab Fusion中所實現的快速物理光學技術為著名的干涉儀的快速仿真提供了強有力的工具，從而使我們能夠研究干涉圖樣中的相干和色散效應。 基于物理光學的VirtualLab Fusion是用于復雜系統建模的統一平臺，并具有非常人性化的用戶界面。
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。
借助 OAS 光學軟件對該干涉儀進行仿真，可突破物理實驗中環境干擾、設備調試復雜等限制，實現干涉過程的可視化模擬與精準分析，為相關領域的實驗設計、參數優化及理論驗證提供高效支撐。
這是在不離開物理光學建模的情況下完成的，并且我們仍然包括仿真例如干涉、散斑、相干和偏振效應。當一個系統中的所有傅立葉變換都被強制為逐點變換時，衍射在整個系統中被忽略了，我們經常在物理光學中獲得完整的逐點建模。當我們只考慮采樣點位置的映射并在x域中連接它們時，我們就獲得了物理光學中的光線光學[Balardron 2019]。這可以理解為物理光學背景下光線追跡的一種推導。
這是在不離開物理光學建模的情況下完成的，并且我們仍然包括仿真例如干涉、散斑、相干和偏振效應。當一個系統中的所有傅立葉變換都被強制為逐點變換時，衍射在整個系統中被忽略了，我們經常在物理光學中獲得完整的逐點建模。當我們只考慮采樣點位置的映射并在x域中連接它們時，我們就獲得了物理光學中的光線光學[Balardron 2019]。這可以理解為物理光學背景下光線追跡的一種推導。