摘要
法布里-珀羅標準具廣泛應用于激光諧振器和光譜的敏感波長(cháng)濾波。通常，它們是由具有兩個(gè)高反射性（HR）膜層的平面組成，中間有空氣或玻璃。在本例中，建立了一個(gè)中間介質(zhì)為石英的光學(xué)測量系統來(lái)實(shí)現在VirtualLab Fusion中測量鈉原子光譜D線(xiàn)。利用我們的無(wú)縫銜接的非序列單平臺互操作性，充分考慮了標準具中多次反射引起的干涉效應，并研究了添加膜層的反射率后對條紋對比度的影響。
建模任務(wù)
仿真與設置：?jiǎn)纹脚_互操作性
建模技術(shù)的單平臺互操作性
當光在系統中傳播時(shí)，它會(huì )遇到不同的組件并相互作用，在傳播的不同位置可能會(huì )有多個(gè)相互作用。以下每個(gè)元件都需要一個(gè)合適的模型來(lái)提供精度和速度之間的良好平衡：
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
連接建模技術(shù)：膜層
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
膜層/多層系統的建模技術(shù)：
由于s矩陣求解器完全在頻域上工作，因此應用該求解器不需要在空域和頻域之間轉換的額外步驟（傅里葉變換）。這允許在保持嚴格的模型的同時(shí)實(shí)現最快的模擬速度。
有高反射（HR）膜層的標準具
對于膜層的標準具表面，我們使用分層介質(zhì)組件，因為它為x，y不變的層堆棧提供了一個(gè)快速和嚴格的解決方案。膜層定義為二氧化鈦和二氧化硅薄膜交替，其反射率隨著(zhù)迭代次數的增加而增加。關(guān)于分層介質(zhì)組件的更多信息如下：
分層介質(zhì)組件
連接建模技術(shù)： 標準具
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
由于與表面的相互作用已經(jīng)經(jīng)過(guò)膜層求解器處理，所有標準具剩下只有一個(gè)自由空間的傳播步驟。由于我們不期望衍射效應發(fā)揮主要作用，因此選擇幾何傳播計算方式獲得最大的速度。
連接建模技術(shù)：自由空間傳播
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
可用的自由空間傳播的建模技術(shù)：
同樣的原理也適用于其他的自由空間傳播步驟。
連接建模技術(shù)：球面透鏡
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
可用的與曲面的交互作用的建模技術(shù)：
由于薄元近似（TEA）假設薄元件，而函數方法不包括菲涅耳損失，局部平面界面近似（LPIA）提供了速度和精度之間的最佳折衷。
連接建模技術(shù)：探測器
1. 光源（鈉原子光譜D線(xiàn)）
2. 高反射膜層
3. 標準具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測器
VirtualLab Fusion的靈活通用探測器以及各種參數變化工具允許對任何光學(xué)系統進(jìn)行深入研究。在此案例中，我們想測量探測器處的輻射能量密度，并研究其與膜層的波長(cháng)和反射率的關(guān)系。
仿真結果
兩個(gè)頻譜線(xiàn)的可視化
策略和膜層反射率
單波長(cháng)
588.9950 nm
內部共振增強
整體傳輸將在共振波長(cháng)的倍數處達到峰值。這些曲線(xiàn)的確切形狀也取決于鍍在標準具表面的膜層的反射率。請注意，在我們的案例中，使用了真實(shí)的膜層。根據設計，反射率較高的膜層有更多的層，因此更厚，這改變了標準具兩個(gè)表面之間的距離。這導致了共振峰的輕微偏移。
注：傳輸值來(lái)自空氣模式的中心。
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