本文将展示使用 SYNOPSYS 软件进行无焦
镜头的设计。“无焦”是相对有焦来说的。无焦系统（afocal system）也称为远焦系统或焦外系统，是指对光束没有净发散或净聚焦的
光学系统，系统中共轭物和共轭像都在无穷远处，也就是说
光学系统的等效焦距为无限大。
b+IOh| g={]M zh 在
激光光学中会用到无焦系统，例如扩束器、红外线及前视红外线系统、相机变焦镜头、像 teleside 转换器等
望远镜头配件以及结合相机及望远镜的无焦摄影。
hG3m7ht G; C8Kde 无焦镜头的建模
CYt jY~ xN` r4 在 SYNOPSYS 中，建模无焦镜头需要在 RLE 镜头文件中申明 AFOCAL。
ZU-4})7uSB d $fvg8^ 
EWb(uWC8h 4<T*i{[ 无焦镜头的像质分析
9D OkQnnc Ak5[ PBbW 有焦镜头评价
成像质量，一般会在距离空间，比如用RMS光斑尺寸评价。
B;z;vrrL q Vm"f,ruo 无焦的
光线分析输出是在角度空间（即光线角度）中，而不是在像面的光线截距。OPD 输出表示波前与平面波的偏离。所以在 SYNOPSYS 建模无焦镜头时，像面要用两个平面虚拟表面来描述。MTF 的空间频率单位也从线对/毫米转换成线对/毫弧度。
-(\1r2
Y &so-O90 
J}Qs"+x =Kc|C~g 无焦 DSEARCH
s,
n^ uW}Hvj;0a* SYNOPSYS 的 DSEARCH 也可以直接搜索无焦镜头，会自动将一些尺寸量转换为角度量进行
优化。
Aq V09 $ ]}z'X!v_@ 
5L Qk8NPh `FA) om 无焦的像差控制
^I X%dzM VK2@2`$ 无焦的F数将会用近轴边缘出射光线的高度表示，可以用此控制像高或放大率。
{ p1lae nJFk4v4:2 设置AFOCAL之后，DSEARCH自动生成的GSR/GNR等光线集指令将自动控制无焦系统出射光线的平行度，就像有焦系统里自动控制光斑尺寸一样。
>u=%L z"J +I|R k& 所以一般情况下不需要额外的指令去控制出射光线的平行度。
#^|| ]g/N WD15pq l 对于AFOCAL系统来说，BACK量是最后两个（虚拟）表面到之前的表面距离，这就方便控制目镜的接目距，在这个案例里我们使用BACK 20 0.1。
"^;#f+0 CO-Iar 对于无焦系统，有额外的几个控制近轴光线的
参数：
z)4UMR#b& {(rf/:X !p PYA为边缘光线高度，可控制像高。
[34zh="o Wrmgu}q PUA是边缘光线角度，可以控制远心率。
UTZ776`S&X Hm>-LOCcl PYB是主光线的高度，可以控制光阑。
]\A1mw-T Ri|k<io PUB是主光线角度。
I q{o-nq w6vLNX 
di 7A/ B h`=r )D 示例的DSEARCH宏
@-0Fe9 n= k+FMZ, D| 
wGg0 hL xEjx]w/& 
>Q;
g0\I_ qQ^d9EK'?~ 运行搜索宏可以得到10个初始结构，选择合适的初始结构：
yahAD.Xuo@ 6`acg'sk> 搜索宏
%/5 1o6a 请评论区留言联系工作人员获取代码
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~i% -WX |2O')3p"9 
j(j#0dXLh C>^,*7dS 这里，STOP LAST和STOP FIX在DSERACH宏中被用来设置光阑在最后一个表面。
Z a!
gbt sa*g 但是GOALS的STOP LAST和STOP FIX只控制近轴光线。如下图所示，在近轴光线追迹的结果中，光阑确实是在最后一个表面，但在PAD图里实际看到光阑在像面前方一定距离。
/ip lU 4sTMgBz w YA控制
{@3z\wMK$ tZbFvk2 这个宏添加了指令 M 0 10 A P YA 1 0 0 0 11
42&v % ;R GQb i$kl 改为用YA控制真实边缘光线坐标在表面11为0，再次运行搜索，近轴光阑和真实光阑都在最后一个表面。
vm8$:W2 } yO00I `5 
Jn Y$fs*" _ Hc%4 I 
A_Rrcsl 4 >z(wf>2J YA+PYA控制
K4:
$= 09'oz*v{# 在这个宏中，我们添加了指令M 3 10 A PYA 11，用PYA（近轴边缘光线高度）来控制光阑（表面11）的大小为3。
J96uyS* 9U V9h_.x 通过运行CAP命令，我们发现表面11的通光孔径实际上是4.6，大于控制目标3。这是因为我们控制了近轴边缘光线的高度（红色的光线），但是通光孔径是由主光线（蓝色和绿色的光线）的真实光线高度决定的，如下图所示：
@Gt`Ds9= m^<p8KZ 
u"`*DFjo* V^WU8x 
5 Q W}nRCZ |#k@U6`SG 
R::zuv kO1}?dWpa YA+CAO控制
lbTV$A ;r.EC}>m 在这个宏中，我们用CAO操作数来控制光阑的大小为3。我们可以看到，现在来自不同视场的光线很好地填充了光阑。通过运行CAP命令，光阑孔径大小与我们的目标非常接近。然而，在这个系统中，BACK（从最后一个镜头表面（表面10）到STOP表面（表面11）的距离）要比之前的小。为了保持理想的BACK目标，我们需要在DSEARCH中增加该控制的权重，或者在搜索后的优化中尝试优化它。
4ZwK pQ6 \ |.7-X 
];1R&:t L_Q S0_1 
X3',v ey `PgdJrE 
ZIDbqQu 7VAJJv3 使用指令STOP Telecentric 可以指定物方远心，在不同视场的入射主光线是相互平行的。
x: fW~!Xc6 y \D=Z
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.1# kD M 0OnV0 SIL H>XFz(LWh Qs%B'9") 优化宏
2z\e\I BEUK}T K4 请评论区留言联系工作人员获取代码
Y1)!lTG _ [t8rl 基本参数
1_hW#I\ ' pvF-Y9Xb 
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kZ * ?]~
# 无焦的变焦镜头也可以用ZSEARCH功能进行初始结构搜索，不同于有焦镜头用理想像高作为前后变焦位置的目标，而是和DSEARCH一样用PYA和PUB确定最前和最后变焦位置的像方参数，由此确定变焦的搜索目标：
[ c~kF+8 MjD75h IZ 
