本文转自公众号：小小光

导论：在序列模式下，对迈克尔逊干涉仪进行仿真，并分析干涉图样。

ZEMAX仿真：

（1）    建立一个Paraxial XY的理想光学成像系统

首先在孔径类型中选择Entrance Pupil Diameter，Aperture Value输入10，如下图：

波长为默认波长（0.55）；视场为默认0度。

然后在LDE中输入相关数据，如下图：

将STOP的面形选为Paraxial XY，这是把该面设置为“理想薄透镜”，其中X-Power和Y-Power可以分别设置两个轴不同的光焦度，即焦距的倒数，我们设置X-Power和Y-Power的光焦度分别为0.2，即焦距为5mm。

需要注意Paraxial和ParaxialXY的区别。Paraxial为旋转对称理想透镜；Paraxial XY为两轴分离理想薄透镜，可以分别设置两个轴的光焦度，如果多带带设置一个轴，则成了理想柱面镜。

查看下3D layout，如下图：

以上这个理想光学成像系统实际上是一个4f系统。

同时打开查看点列图，Ray Fan，OPDFan和Field Curvature，各种像差分析图显示的结果都是0，点列图也为理想点。

再看看理想情况下的成像效果，通过Analyze-Extended Scene Analysis-Image Simulation，打开成像仿真器，默认情况下的成像仿真是网格线条模式，如下图：

（2）干涉图像分析

我们采用干涉分析来检验像面的波前特性，通过Analyze-Wavefront-Interferogram，打开干涉分析图像，如下图：

从上图，我们发现没有任何干涉图像，这是因为此时像面放在了理想光学系统的最佳像面处，各种像差都为0，波前光程差也为0，无干涉图样出现。

如果我们将像面位置偏离理想像面，就会产生离焦。

我们将Surface 2的厚度改为10.1，如下图：

此时，产生了离焦，如下图：

打开干涉图样参数设置对话框，设置好相关参数，如下图：

从上图看出，有Beam 1 是设计光路（1/1），Beam 2是参考光路（Reference），这是因为干涉必须要两束光。

此时的干涉图像如下图：

从上图看出，这是典型的牛顿环干涉图像。

（3）    迈克尔逊干涉仪的仿真

首先，建立一个初始结构，采用物空间数值孔径NA=0.2，Surface 1和Surface2为两个理想柱面镜（Paraxial XY），其后放置两个反射镜，用于改变光路方向，最后用一个理想透镜聚焦（Paraxial），像面放置在离焦位置上。

在LDE中输入初始结构的参数，如下图：

查看3D Layout，如下图：

然后打开MCE，增加一个结构，并增加以下操作数，如下图：

更新3D Layout，并显示所有光路结构，光线颜色按照结构来区分，如下图：

以上就是迈克尔逊干涉仪的基本光路结构。

最后，打开干涉分析图，干涉光束分别选择结构1和结构2，设置合适的比例因子，不勾选“使用入瞳形状”，采样率设置为256×256，得到干涉图样，如下图：

我们也可以修改结构参数来改变干涉图样，例如我们将结构参数CRVT在结构2中的属性值由0改为0.004，从而更新干涉图样，如下图：

在序列模式下，干涉分析图直接将不同结构中像面上的波前进行干涉，而不管这些结构光路是否相交。

此时，即使在3D Layout中看到两个结构的像面根本不在同一个位置，也是可以进行干涉分析的，而与结构方式无关。