光学表面面形不仅仅取决于曲率半径值-光学技术
透镜的焦距决定了它的成像特性，而它的焦距只取决于玻璃
的材料和两个球面的曲率半径，与透镜的中心厚度关系不大。因此
，设计这样的透镜只有三个几何参量作为变量。如果需要设计一个
比较复杂的透镜系统，例如大视场、宽光谱和高分辨率的系统，则
可能需要十个甚至更多的球面镜头的组合。但是，如此庞大的一个
透镜组加工起来会比较困难和昂贵，更重要的是，会造成严重的能
量传输损耗，特别是在深蓝光波段，玻璃材料的吸收率显著增加，
可能会导致透过率太低而探测不到能量。
“能否使用较少的光学元件，如增加一个非球面设计，使系统
达到同样的性能参数呢?”如果光学表面面形不仅仅取决于曲率半
径值，而具有更多的独立几何参数，那么就可以实现上述的要求，
这时就需要采用非球面函数来描述表面形状。但是，这些非球面表
面相对于球面透镜加工起来更加困难，而本书中给出了现代化的表
面磨削技术，能够可靠、高效地加工非球面面形的光学元件。
为了达到成像质量的性能指标，设计人员必须控制同时存在的
多个系统像差。原则上，像差可以认为是几何光线的交点，一般可
分为像散、彗差和球差。一般情况下，图像的细节结构取决于系统
的视场角、离焦量、波长和出瞳位置，但是重要的设计则需要控制
近100个像差变量，特别是当系统参数变化时这些像差间相互制约
。例如，设计一个非线性系统时，优化过程就需要强大的计算方法
、大量设计人员的经验和专业知识，可以将每个由光线引起的像差
使用等效的波前变形来表示，再进一步优化。
因此，在进行光学设计时，对材料的选择、表面面形的处理和
测量工具等方面的要求都可以转换成对物理波前的要求。
问题是，“非球面元件到底有哪些具体的优点?”
