1）菲涅耳衍射区域发射望远镜设计

对于在菲涅耳衍射区域中的目标，可以采用图2-1所示的离焦相位偏置发射望远镜产生照明光斑所需的附加相位二次项。

图2-1　离焦相位偏置发射望远镜

设望远镜目镜的焦距为f1和物镜的焦距为f2，则望远镜的放大倍数为。望远镜入瞳平面位于目镜的前焦面，望远镜出瞳位于物镜的后焦面。目镜后焦面和物镜前焦面之间的距离为Δl，表示望远镜的离焦量，当Δl=0时，望远镜的目镜与物镜共焦。

望远镜的发射激光光束在望远镜入瞳面上的波前为e0（x，y），则目标照明波前为菲涅耳衍射：

若要求目标面照明光场附加偏置一个空间相位二次项，则望远镜的出瞳波前应满足：

假设望远镜的离焦量为Δl，物镜前焦面相位偏置平板的相位调制函数为

式中，f为相位偏置平板的等效焦距。可得到空间相位二次项偏置的等效焦距为［5］

同时可得到望远镜的离焦量为

2）夫琅禾费衍射区域发射望远镜设计(www.daowen.com)

当目标处于夫琅禾费衍射区域，附加空间相位二次项为时，假设离焦量为

可用相位偏置平板附加相位二次项，此时等效焦距应为

这时目标面光场为

式中，代表在距离z上的傅里叶变换。式（2-10）～式（2-17）中A，B和C为复常数。

同样，也可单独采用离焦方法实现附加相位二次项。

3）焦点投影发射望远镜设计

在较短距离的菲涅耳传播区域，可以采用望远镜大离焦的焦点投影方法产生所需的相位二次项，如图2-2所示。望远镜离焦量为Δl1，目镜入射光场为平面波时，目镜的聚焦点成像于距物镜后焦面Δl2的平面上，有。所以目标面光场的相位二次项曲率半径为

其特点是可以产生正负号的二次项相位。

图2-2　焦点投影照明波前偏置望远镜

目标处于菲涅耳衍射区域时可以采用相位调制板加望远镜离焦的方法产生所需的照明波前附加相位二次项；在夫琅禾费衍射区域可以只采用相位调制板或采用离焦的方法产生附加相位二次项；而在几何光学范围可以采用焦点投影方法设计。

当激光发射光源是光纤激光器或光纤放大器时，除了准直使用外，激光光纤发射端口或者再配以透镜聚焦点可以直接放在目镜后焦面的位置上。望远镜在不离焦和不附加相位调制平板的状态下也可以在望远镜之外采用光学附件达到等效的离焦和相位偏置，其方法是连接一个4f转像光学系统，并在其中间焦面上进行离焦和相位偏置。