如何设计无焦系统

上图展示了一个柱面透镜，其前表面为圆柱面，后表面为平面。我们希望光线通过这个柱面透镜在像面上得到一条聚焦的线，也就是说在Y方向有最小的空间展宽，而在X方向上有最小的角度展宽。要达到这个目的也很简单。

同样地，打开优化向导，进行如下设置：

这将生成一个只在Y方向上得到最小化光斑尺寸的评价函数。在评价函数编辑器中可以看到，OpticStudio生成了41行操作数。再次打开优化向导，并进行如下设置：

这将生成一系列操作数用来控制光束在X方向的角度展宽。其中我们把第43行作为第二次生成评价函数操作数的起点，这将保证之前生成的控制Y方向光斑大小的操作数不被覆盖。如此一来，整个评价函数会要求输出光在Y方向有最小的空间展宽，而在X方向上有最小的角度展宽，即在像面上形成一条聚焦的线。优化变量包括前表面X方向以及Y方向的曲率半径以及后截距。执行优化，很快地，OpticStudio再次计算得到了最优系统。

需要特别指出的是，您可以使用优化操作数IMSF来对这个技巧进行拓展。操作数IMSF可以使您在评价函数中的任意位置重新定义像面。如果一个系统在表面10是聚焦的，而在表面6是无焦的，那么我们可以在评价函数中设置以角度半径为标准的评价函数，并在这段评价函数前插入操作数IMSF=6。然后在这段评价函数之后添加入另一段以RMS光斑半径为标准的评价函数，并在后来插入的评价函数之前插入操作数IMSF=10。详细信息请参考帮助系统中的“Ray Aberration (rays and spots)”一节中的讨论。