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。
B4 }bVjs jmW7)jT8: 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。
lU8Hd|@- 7 "D.L-H 无焦镜头的建模
cj5+N M" ;i +#fQO7Q 在 SYNOPSYS 中，建模无焦镜头需要在 RLE 镜头文件中申明 AFOCAL。
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SMK_ 6?MZ `Ryp% Bn 无焦镜头的像质分析
E8&TO~"a]e "g8M0[7e3 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。
+^T@sa`[I 7. ;3e@s 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。
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\dQNLLg/ +=8VTC n? 无焦 DSEARCH
,s; Uf F k"w"hg&e 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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wq `Bd UFuX@Lu0 无焦的像差控制
8)I^ t81 < c/5b]No 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。
0{ R=9wcc Ma"]PoP 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。
l HX72 s|V i~J'% a<Qp 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。
AYx{U? 0p N] sAji* 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。
B^9j@3Ux h.t-`k 7 对于无焦系统，有额外的几个控制近轴光线的
参数：
3m)y|$R -3Vx76Y PYA为边缘光线高度，可控制像高。
M =r)I~ s->^=dy PUA是边缘光线角度，可以控制远心率。
V "h
+L7T J/*`7Pd PYB是主光线的高度，可以控制光阑。
Q'0d~6n&{ H_Q+&9^/ PUB是主光线角度。
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D d</`iUq tZG:Pr1U@ 示例的DSEARCH宏
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+; AZ+w]ZF :20W\P<O!A 
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L) ~R92cH> L 运行搜索宏可以得到10个初始结构，选择合适的初始结构：
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lUgg !Q0w\j h 搜索宏
6,{$J 请评论区留言联系工作人员获取代码
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` w TbW38\>.R 
.OY`Z)SS% AkQ ~k0i}b 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。
J nM["Q=` v^ V itLC 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。
j# q-^h3H 0Z{ZO*rK YA控制
B ,epzI ut7 zVp<" 这个宏添加了指令 M 0 10 A P YA 1 0 0 0 11
X_\otV h(D
7E~; xn; 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。
N5b!.B x-w ._{H~R| 
)|=j`jCC &FN.:_E 
j HJ`,# Qn)a/w - YA+PYA控制
'AS|Z Rr/ <B6H. P = 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。
bAtSV u `&c kZiq 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#WF ;q0L P?of<i2E 
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CdjI` F yatd 
~%kkeh\j Vb]=B~ ^` YA+CAO控制
$C $V%5aA mb^~qeRQ 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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<k'h:KB?` PP33i@G 
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S k\K 4 t ) $:0 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。
h^(* Tv-! 5(Q%XQV*P 
#( 146 3eAX. z`D O`t&ldU 9gK` E 优化宏
gu.}M:u !9VY|&fHe 请评论区留言联系工作人员获取代码
#yF&X(% L2i_X@/ 基本参数
SP_75BJ F8,RXlGfA[ 
B7E:{9l~s{ #r~# I}U 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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