球面透鏡利用改變透鏡的球面半徑達到不同的成象目的，這種透鏡當焦距太短時加工十分困難。改變柱狀透鏡的徑向折射率分布、使物空間一點不同禮徑角的光線在象空間會聚于一點，達到成象目的，這種透鏡稱自聚焦透鏡。自聚焦透鏡具有體積小，焦距隨透鏡長度而變化，物象共軛距可大可小的優(yōu)點．它被廣泛應用于內寬鏡和復印機等位器中，取得了十分滿意的結果。
光線在均勻介質中沿直線傳播,當介質折射率連續(xù)變化時,光線就會彎曲若用光軸處折射率最高、沿截面徑向折射率逐漸減小的徑向梯度折射率材料做成自聚焦透鏡,則子午光線在透鏡中的傳播軌跡不是直線,而是曲線。