引言 實際光學系統的成像是不完善的，光線經光學系統各表面傳輸會形成多種像差，使成像產生模糊、變形等缺陷。像差就是光學系統成像不完善程度的描述。光學系統設計的一項重要工作就是要校正這些像差，使成像質量達到技術要求。光學系統的像差可以用幾何像差來描述，包括：

看一看：照片上的色彩有什么問題嗎？ 對白光成像的光學系統，由于材料對不同波長的色光折射率不同，使各色光線具有不同的成像位置和倍率。

1.色差

?位置色差

由于同種材料對不同波長具有不同的折射率，根據單個折射球面的物像位置關系公式，對同一物方截距將算出不同的像方截距，導致位置色差。

對復色光成像的儀器要求對主色光校正單色像差，對成像光譜的兩端校正色差。

? 位置色差的度量與色差曲線

對近軸區，一般有寫成級數式

對某一環帶稱消色差色差曲線可以畫成形式或形式，大多數軟件是將三種色光球差曲線畫在一起，以主色光像面為基準，稱三色球差曲線。

設，若對0.7帶光消色差，則有

想一想：在消色差環帶，F 光與 C 光像點重合，它們能否與 d 光像點重合？為什么？ 位置色差是對兩種色光而言，在某孔徑帶校正了位置色差后，兩種色光像點與主色光的像點之間的距離稱二級光譜。

位置色差與球差的比較：

上圖是不同位置時軸上點復色光和單色光形成的彌散斑，可見：位置色差和球差都是軸上點像差位置色差和球差都產生圓形彌散斑位置色差產生彩色圓形彌散斑，球差產生單色圓形彌散斑。

? 倍率色差 波長變化引起材料的折射率變化，繼而引起光學系統的放大倍率變化，像的大小隨之變化。 在高斯像面上度量有倍率色差，即F光和C光與高斯像面交點高度之差。

像散場曲和倍率色差同時存在 彗差和倍率色差同時存在

? 初級位置色差

初級位置色差為即由物方色差和系統內各面的貢獻所決定，其中C1是各面的初級位置色差分布系數。

當時，其中為第一色差和數，。可見C1是產生色差的原因。

平行平板的初級位置色差

平行平板的初級位置色差為所以平行平板恒產生正色差，當且僅當u1=0時不產生色差。 單薄透鏡與薄系統的位置色差

經推導有可見正透鏡恒產生負色差，負透鏡恒產生正色差，色差的大小與物距(像距)有關。

對薄系統有可見某透鏡對位置色差的貢獻和它所處的位置有關，在第一近軸光入射高度大的地方貢獻較大，反之產生色差較小。

想一想：場鏡對位置色差的貢獻如何？

? 初級倍率色差

初級倍率色差為，CII為初級倍率色差分布系數。可見初級倍率色差也是由物方色差和系統中各面的黃貢獻決定。 當時有，為第二色差和數。，它是初級倍率色差產生的原因。 單薄透鏡與薄系統的初級倍率色差 對單薄透鏡有可見①當C1為零時，必有h=0, 此時CII自動為零? ②當單片C1不為零時，要校正CII，只有hp=0即孔闌與之重合? 對于接觸薄系統，認為不變，有校正倍率色差要求 ，與校正位置色差一致。所以，校正位置色差的同時也校正了倍率色差 當hp=0 即孔闌與之重合時，不論位置色差如何都能校正倍率色差。?
責任編輯：彭菁