现代光电子仪器不但要求获取更多的外部信息和成像质量高度清晰，而且要求整机系统小型化、集成化和轻量化。采用传统球面光学零件设计出来的光学系统结构复杂，体积大，像质差，满足不了现代光电子仪器的要求，球面光学零件已像瓶颈一样制约着光电子仪器向小型化、集成化和轻量化发展的需求。

光学系统中采用非球面零件，光学设计自由度变多，能快速消除光学系统多种像差，减少光学零件的数量，优化光学系统，减小系统的尺寸和质量。同时，非球面零件的制造技术受到信息技术与计算机技术、精密机械制造科学、微电子技术、数学、物理、化学、自动化技术等综合技术成果的牵引，近十年来非球面等新型光学零件的制造技术得到飞速发展。在现代光电子仪器小型化、集成化和轻量化的过程中，越来越多的光学系统采用了非球面零件等新型光学零件。特别是军用光电系统，如军用激光、微光、热成像等装置、导弹的导引头、飞行器的光学头罩等均采用了高精度的非球面零件或衍射光学零件。非球面光学零件在医疗和民用光电仪器中也得到广泛应用，如眼球内置镜、人造骨关节、数码相机、光盘读写装置、高品质投影仪等民用产品中都成功地应用了非球面零件，轮廓图如下图所示。