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。
J G+g88 Q'Jpsmwu 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。
aD2CDu b#\ k Z/W 无焦镜头的建模
ETH#IM8J B"E (Y M 在 SYNOPSYS 中，建模无焦镜头需要在 RLE 镜头文件中申明 AFOCAL。
hc p'+: s$nfY.C 
t&Y^W < omUl2C 无焦镜头的像质分析
DRB YH( FDGKMGZ 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。
8`LLHX1 | B Uy}Rn 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。
5-QvQ&eH. C>K"ZJ 
B=RKi\K6a !PP?2Ax 无焦 DSEARCH
bl=*3qB )dN,b( w9 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。
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J7 
5A=xF j{ CPCB!8-5 无焦的像差控制
4#Nd;gM2 qI%9MI;BV 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。
Y8CYkJTAD- U -^S<H 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。
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I
O 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。
zZ"')+7q&% s].Cx4VQ 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。
9{J8q FVLA^$5c 对于无焦系统，有额外的几个控制近轴光线的
参数：
Mud\Q[" vR.6^q PYA为边缘光线高度，可控制像高。
8w@jUGsc B(vz$QE,$r PUA是边缘光线角度，可以控制远心率。
E":":AC# I :2jwAl PYB是主光线的高度，可以控制光阑。
0BwQ!B. [(^''*7r+T PUB是主光线角度。
^J=txsx C g,w6<7 
21J8 2M xx 2: 5 示例的DSEARCH宏
&(U=O?r7 $,@ + Ua
9(Xch2tpO! t p3N5I 
2OOj8JS {}gk4 xr 运行搜索宏可以得到10个初始结构，选择合适的初始结构：
z&G3 &?Z Rn ^N+3o'M 搜索宏
k`zK 请评论区留言联系工作人员获取代码
j:<T<8 .o ,3TD $2};. 
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v_ 这里，STOP LAST和STOP FIX在DSERACH宏中被用来设置光阑在最后一个表面。
.3SjkC4I Z"&ODVP 但是GOALS的STOP LAST和STOP FIX只控制近轴光线。如下图所示，在近轴光线追迹的结果中，光阑确实是在最后一个表面，但在PAD图里实际看到光阑在像面前方一定距离。
R}mWHB_h" 8k}CR)3@C YA控制
5N }|VGN #z5?Y2t7~^ 这个宏添加了指令 M 0 10 A P YA 1 0 0 0 11
.:Xe* Q ^O9m11 改为用YA控制真实边缘光线坐标在表面11为0，再次运行搜索，近轴光阑和真实光阑都在最后一个表面。
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)i," xo3)ds X 
*VAi! 3Rx; HUX+d4sg YA+PYA控制
ApB'O ;5 \}(-9dr 在这个宏中，我们添加了指令M 3 10 A PYA 11，用PYA（近轴边缘光线高度）来控制光阑（表面11）的大小为3。
obkv ]~ 6EGEwx 通过运行CAP命令，我们发现表面11的通光孔径实际上是4.6，大于控制目标3。这是因为我们控制了近轴边缘光线的高度（红色的光线），但是通光孔径是由主光线（蓝色和绿色的光线）的真实光线高度决定的，如下图所示：
u"3cSu qy Hd}t=6 
q "vT]=Y}: #!<s& f|O 
C8SNSeg O$ oN 1 
c'4 \F9
C_&tOt YA+CAO控制
$ O>MV m=y)i]=1 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。
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SQRz8,sqkw Msdwv.jM 
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}6(:OB? $a]dxRkz 使用指令STOP Telecentric 可以指定物方远心，在不同视场的入射主光线是相互平行的。
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3<SC`6'? 7m$/. \5 "@Fxfd+Ot %iM L? ?S 优化宏
j |w+=A1 |1x,_uyQ% 请评论区留言联系工作人员获取代码
OuH]Y 70( n[7zK'%Dxg 基本参数
z[Qv }pv an$h~}/6: 
r JxT)bR m]vr|:{6/ 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：
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