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。
CC$r t2\e yB{1&S5 C 在
激光光学中会用到无焦系统，例如扩束器、红外线及前视红外线系统、相机变焦镜头、像 teleside 转换器等
望远镜头配件以及结合相机及望远镜的无焦摄影。
J'WOqAnPZ P"@^BQ4 无焦镜头的建模
Z}SqiT *;F<Q!i&v 在 SYNOPSYS 中，建模无焦镜头需要在 RLE 镜头文件中申明 AFOCAL。
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FBzsM7]j pY%KI 无焦镜头的像质分析
=n@ \m < 2$o\`^dy 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。
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CalW J 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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>Af0S;S 2Ib
1D 无焦 DSEARCH
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'A= 6Tm 7|2R 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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mW,b#'hy IfI:|w}:"r 无焦的像差控制
@2_ E9{ T 23Q 88z 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。
[W3sveqj& =fB"T+ 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。
$_\x}`c~. `v2X p3o4f 所以一般情况下不需要额外的指令去控制出射光线的平行度。
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Y&DoA0/y rD !GEU 示例的DSEARCH宏
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J*Cf1 D5! X7tBpyi 运行搜索宏可以得到10个初始结构，选择合适的初始结构：
::cI 4D Z=a ~0& G 搜索宏
T Wfk r 请评论区留言联系工作人员获取代码
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L1]auO* /^X)>1)j 这里，STOP LAST和STOP FIX在DSERACH宏中被用来设置光阑在最后一个表面。
)FfS7 C\. W"A3$/ nq^ 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。
_({wJ$aYC MfdkvJ' YA控制
D^f;X.Qm 7m:TY> { 这个宏添加了指令 M 0 10 A P YA 1 0 0 0 11
~I~lb/ M(^ e)7a1 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。
l?L s=J* PM&NY8| Zy 
VS_I'SPPIc ?H_>?,^ 
8VC%4+.FF <vxTfE@>bp YA+PYA控制
\+x#aN\ 3|EAOoWnK 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。
? Y luX ,zZ@QW 5 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：
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z>aCv b8Hz l!zO 
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>T{TE"XyO| O2U }jHsd YA+CAO控制
~Qf\DTM& d vo|9 > 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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TpdYU*z_Br K b'4W-&u! 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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*uKYrs [ {]dvzoE] su\`E&0V+ o'Y/0hkh 优化宏
X}ihYM3y / qt4%=E;[ 请评论区留言联系工作人员获取代码
lAo4) aEun *V^, 基本参数
}?HWUAL\ Z&7Yl(| 
Tl+PRR6D* 5'<a,,RKu 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：
0<^Q j.(9 vJsg6 oH 
