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。
VTe.M[: &A50'8B2A 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。
qjC_*X! oJaAM|7uv 无焦镜头的建模
W7G9Kx1Y .?#uxd~> 在 SYNOPSYS 中，建模无焦镜头需要在 RLE 镜头文件中申明 AFOCAL。
WO%h"' iJ !eD+ GDgE] 
@e Qld\h' zsTbdF 无焦镜头的像质分析
hH+bt!aH q/6UK = 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。
@Y' I,e CD?&<NV 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。
QXk"?yT`E .`L gYW 
^Q h-(u ` j|'R$ | 无焦 DSEARCH
s j9 D cNP/<8dq 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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<pbO#e lpEDPvD_Vm 
P79R~m` U'3Fou} 无焦的像差控制
M9V -$ _) y U`: IMz 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。
{$TZ }z"DA WV _`1hZX 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。
Lb q_~ $j`<SxJ> 所以一般情况下不需要额外的指令去控制出射光线的平行度。
)W9_qmYd" e(\Q)re5Q 对于AFOCAL系统来说，BACK量是最后两个（虚拟）表面到之前的表面距离，这就方便控制目镜的接目距，在这个案例里我们使用BACK 20 0.1。
Yk>8g;< ul} '{|4 对于无焦系统，有额外的几个控制近轴光线的
参数：
b:B [3|
Dsb(C oWw PYA为边缘光线高度，可控制像高。
W]LQ &f uZ[/%GTX{) PUA是边缘光线角度，可以控制远心率。
/>Jm Rdf ]%XK)[:5_= PYB是主光线的高度，可以控制光阑。
:_c*m@= z( YmCbxYa7 PUB是主光线角度。
Nu.
(viQ } #uWE2*') 
U(3(ZqP +v1 -. z 示例的DSEARCH宏
9qeZb%r& a2 >[0_E 
;tN4HiN .v7`$ (T 
"z/V%ZK~f z_)`g`($ 运行搜索宏可以得到10个初始结构，选择合适的初始结构：
>r:X~XnRUj =5_y<0`4 搜索宏
|B|@G F?: 请评论区留言联系工作人员获取代码
nhT;b,G.Z Mryn>b`c B 
#L1>dHhat u[mY!(>nQ 
GXEcpc 08 !Ud:?U 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。
w@-b O"QHb|j 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。
CSH `pU B$DZ]/< YA控制
l qXc ,7I},sZj 这个宏添加了指令 M 0 10 A P YA 1 0 0 0 11
zg7G^!PU Q%M_ 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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n\* JaY (7 ij t 
:B+Rg c qi Rd vn)K YA+PYA控制
$"1pws?d
x~Pvh +O 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。
x i.IRAZX p70,\&@3 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：
~ ;X YwQ" l-M xLcz 
F1\`l{B,\ :F 9q> 
y,^";7U /+N| X 
fIH# uX98iJ YA+CAO控制
V 1*Ad >KKeV(Ur 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。
{Evcc+E q Y[ h#hZ 
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HIsB| ;Na^]32 
=g >.X9lr ]79~ :m[C 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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/ =-6:L w LpkUa TbMdQbj} .<HC[ls 优化宏
#n=A)#'my pFEZDf}: 请评论区留言联系工作人员获取代码
YsZ {1W bI#<Ee0nJ 基本参数
):^ '/e 3;y_qwA 
0~qf-x %V31B\]Nz7 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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