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利用传统光学系统评价指标斯特利尔比和能量集中度来表征波前编码系统的成像特征，建立了系统“离焦不敏感性”的评价函数。采用所建立的评价函数设计了应用波前编码技术的三片式系统，系统焦深比原系统扩展10×以上。结果表明：新设计方法使得波前编码系统设计得以在流行的光学设计软件CODEV、zemax中实现，并可以很方便地控制“离焦不敏感性”和“图像可恢复性”之间的平衡，解决了目前波前编码系统设计时没有现成软件，没有成熟方法的问题。