摘要
法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具廣泛應(yīng)用于激光諧振器和光譜的敏感波長(zhǎng)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(cè)量系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在VirtualLab Fusion中測(cè)量鈉原子光譜D線。利用我們的無(wú)縫銜接的非序列單平臺(tái)互操作性，充分考慮了標(biāo)準(zhǔn)具中多次反射引起的干涉效應(yīng)，并研究了添加膜層的反射率后對(duì)條紋對(duì)比度的影響。
建模任務(wù)
仿真與設(shè)置：?jiǎn)纹脚_(tái)互操作性
建模技術(shù)的單平臺(tái)互操作性
當(dāng)光在系統(tǒng)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）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)器
連接建模技術(shù)：膜層
1. 光源（鈉原子光譜D線）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)器
膜層/多層系統(tǒng)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(yīng)用該求解器不需要在空域和頻域之間轉(zhuǎn)換的額外步驟（傅里葉變換）。這允許在保持嚴(yán)格的模型的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最快的模擬速度。
有高反射（HR）膜層的標(biāo)準(zhǔn)具
對(duì)于膜層的標(biāo)準(zhǔn)具表面，我們使用分層介質(zhì)組件，因?yàn)樗鼮閤，y不變的層堆棧提供了一個(gè)快速和嚴(yán)格的解決方案。膜層定義為二氧化鈦和二氧化硅薄膜交替，其反射率隨著迭代次數(shù)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(biāo)準(zhǔn)具
1. 光源（鈉原子光譜D線）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)發(fā)揮主要作用，因此選擇幾何傳播計(jì)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）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)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）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)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(shè)薄元件，而函數(shù)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(cè)器
1. 光源（鈉原子光譜D線）
2. 高反射膜層
3. 標(biāo)準(zhǔn)具
4. 自由空間傳播
5. 球面透鏡
6. 探測(cè)器
VirtualLab Fusion的靈活通用探測(cè)器以及各種參數(shù)變化工具允許對(duì)任何光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。在此案例中，我們想測(cè)量探測(cè)器處的輻射能量密度，并研究其與膜層的波長(zhǎng)和反射率的關(guān)系。
仿真結(jié)果
兩個(gè)頻譜線的可視化
策略和膜層反射率
單波長(zhǎng)
588.9950 nm
內(nèi)部共振增強(qiáng)
整體傳輸將在共振波長(zhǎng)的倍數(shù)處達(dá)到峰值。這些曲線的確切形狀也取決于鍍?cè)跇?biāo)準(zhǔn)具表面的膜層的反射率。請(qǐng)注意，在我們的案例中，使用了真實(shí)的膜層。根據(jù)設(shè)計(jì)，反射率較高的膜層有更多的層，因此更厚，這改變了標(biāo)準(zhǔn)具兩個(gè)表面之間的距離。這導(dǎo)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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