光路建模的案例
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(jīng)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(chǎn)生干涉條紋，實現(xiàn)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(shù)優(yōu)化與干涉效果模擬，為相關領域的研發(fā)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(diào)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(jié)清晰捕捉。
參數(shù)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(shù)：束腰半徑 250μm、中心波長 0.6328μm，同時設置光束發(fā)散角、偏振方向等輔助參數(shù)，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(shù)化輸入快速匹配不同應用場景的光源需求。
性能優(yōu)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(shù)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(yōu)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(tǒng)提供一站式仿真解決方案，助力科研機構與企業(yè)提升研發(fā)效率、降低實驗成本。
展開 訊技自研光學實驗教具應用：單縫衍射實驗
光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播的路徑而繞道障礙物后面?zhèn)鞑?，并在障礙物的幾何陰影區(qū)和幾何照明區(qū)內(nèi)形成光強的不均勻分布，這種現(xiàn)象稱為光的衍射。
衍射物與光源及接收屏均在有限遠處的衍射稱為菲涅爾衍射，菲涅爾衍射的光源為點光源，實際實驗觀測時不需要使用透鏡，僅需在有限遠處放置光屏或觀測相機即可。單縫菲涅爾衍射的示意圖下圖所示
2. 使用VirutalLab Fusion建模仿真
圖1.軟件建模光路圖
圖2.軟件仿真結果
圖3.沿x軸強度分布
3. 實驗教具中的實驗搭建
圖1.教具實驗光路
圖2.實驗結果
4.實驗總結
單縫衍射的現(xiàn)象是衍射光斑沿x軸（即縫寬的方向）分布，中央主極大的亮度最高，寬度最寬，越往兩側的光斑亮度越低。我們可以通過軟件仿真和實際光路搭建，來理解并查看單縫衍射實驗的現(xiàn)象，實驗教具采用籠式結構，使實驗搭建更為簡便，適用于初學光學的學生使用。
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光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播的路徑而繞道障礙物后面?zhèn)鞑?，并在障礙物的幾何陰影區(qū)和幾何照明區(qū)內(nèi)形成光強的不均勻分布，這種現(xiàn)象稱為光的衍射。
衍射物與光源及接收屏均在有限遠處的衍射稱為菲涅爾衍射，菲涅爾衍射的光源為點光源，實際實驗觀測時不需要使用透鏡，僅需在有限遠處放置光屏或觀測相機即可。單縫菲涅爾衍射的示意圖下圖所示
2. 使用VirutalLab Fusion建模仿真
圖1.軟件建模光路圖
圖2.軟件仿真結果
圖3.沿x軸強度分布
3. 實驗教具中的實驗搭建
圖1.教具實驗光路
圖2.實驗結果
4.實驗總結
單縫衍射的現(xiàn)象是衍射光斑沿x軸（即縫寬的方向）分布，中央主極大的亮度最高，寬度最寬，越往兩側的光斑亮度越低。我們可以通過軟件仿真和實際光路搭建，來理解并查看單縫衍射實驗的現(xiàn)象，實驗教具采用籠式結構，使實驗搭建更為簡便，適用于初學光學的學生使用。
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光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播的路徑而繞道障礙物后面?zhèn)鞑?，并在障礙物的幾何陰影區(qū)和幾何照明區(qū)內(nèi)形成光強的不均勻分布，這種現(xiàn)象稱為光的衍射。
衍射物與光源及接收屏均在有限遠處的衍射稱為菲涅爾衍射，菲涅爾衍射的光源為點光源，實際實驗觀測時不需要使用透鏡，僅需在有限遠處放置光屏或觀測相機即可。單縫菲涅爾衍射的示意圖下圖所示
2. 使用VirutalLab Fusion建模仿真
圖1.軟件建模光路圖
圖2.軟件仿真結果
圖3.沿x軸強度分布
3. 實驗教具中的實驗搭建
圖1.教具實驗光路
圖2.實驗結果
4.實驗總結
單縫衍射的現(xiàn)象是衍射光斑沿x軸（即縫寬的方向）分布，中央主極大的亮度最高，寬度最寬，越往兩側的光斑亮度越低。我們可以通過軟件仿真和實際光路搭建，來理解并查看單縫衍射實驗的現(xiàn)象，實驗教具采用籠式結構，使實驗搭建更為簡便，適用于初學光學的學生使用。
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訊技自研光學實驗教具應用：單縫衍射實驗
光在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播的路徑而繞道障礙物后面?zhèn)鞑ィ⒃谡系K物的幾何陰影區(qū)和幾何照明區(qū)內(nèi)形成光強的不均勻分布，這種現(xiàn)象稱為光的衍射。
衍射物與光源及接收屏均在有限遠處的衍射稱為菲涅爾衍射，菲涅爾衍射的光源為點光源，實際實驗觀測時不需要使用透鏡，僅需在有限遠處放置光屏或觀測相機即可。單縫菲涅爾衍射的示意圖下圖所示
2. 使用VirutalLab Fusion建模仿真
圖1.軟件建模光路圖
圖2.軟件仿真結果
圖3.沿x軸強度分布
3. 實驗教具中的實驗搭建
圖1.教具實驗光路
圖2.實驗結果
4.實驗總結
單縫衍射的現(xiàn)象是衍射光斑沿x軸（即縫寬的方向）分布，中央主極大的亮度最高，寬度最寬，越往兩側的光斑亮度越低。我們可以通過軟件仿真和實際光路搭建，來理解并查看單縫衍射實驗的現(xiàn)象，實驗教具采用籠式結構，使實驗搭建更為簡便，適用于初學光學的學生使用。
展開 Speos案例 | 基于Speos的衍射波導AR風擋HUD系統(tǒng)仿真解決方案
Ansys光學仿真套件構建了Zemax OpticStudio+Lumerical +Speos一體化設計仿工作流，覆蓋投影鏡頭設計、亞波長光柵建模、系統(tǒng)級光學集成分析全流程。
其中Ansys Speos作為系統(tǒng)級仿真核心工具，可實現(xiàn)多軟件數(shù)據(jù)無縫對接、三維環(huán)境光學仿真、人眼視覺感知評估，為車載AR HUD光學性能優(yōu)化、成像質量校驗、雜散光抑制提供專業(yè)仿真支撐。本文基于Ansys官方衍射波導AR風擋HUD仿真案例，全面解析Speos在AR HUD研發(fā)中的應用價值、仿真流程、核心參數(shù)及結果分析，為車載光學行業(yè)研發(fā)人員提供參考。
衍射波導AR HUD技術優(yōu)勢與仿真痛點
1.1 技術核心優(yōu)勢
AR HUD可將車速、導航、路況等行車信息直接投射至駕駛員視野區(qū)域，實現(xiàn)視線不離路的安全駕駛輔助。衍射波導架構摒棄傳統(tǒng)大體積反射鏡模組，利用表面浮雕光柵（SRG）與光波導全反射原理完成光信號傳輸，核心優(yōu)勢如下：
結構微型化：整體體積遠小于傳統(tǒng)反射鏡方案，易于嵌入儀表臺狹小空間；
成像畫質優(yōu)：可精準控制光路傳播，適配大視場、高清晰度成像需求；
適配性廣泛：兼容各類車型風擋曲面結構，滿足不同座艙布局設計要求。
1.2 行業(yè)研發(fā)仿真痛點
衍射波導AR HUD跨尺度光學特性顯著，納米級光柵結構與宏觀鏡頭、風擋、波導結構相互耦合，研發(fā)過程面臨多重仿真難題：
跨尺度仿真割裂：納米光柵衍射特性與宏觀鏡頭光路無法同步建模分析；
多部件協(xié)同難：投影鏡頭、耦合光柵、光波導、車載風擋的光學匹配難以校驗；
真實場景適配弱：無法模擬日光干擾、環(huán)境路況、人眼實際視覺感知效果；
性能量化缺失：視場角、成像均勻性、光效、雜散光等關鍵指標難以精準測算。
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