在镜头设计的许多应用中，避免色差是一个关键的性能要求。在这个视频中，我们回顾一些色差的原因和纠正方法。
光学玻璃的色散
•所有的光学介质都有色散，这意味着折射率取决于光谱波长
•这些地块不是线性的——它们通常在蓝色区域更陡峭，在红色区域更平滑
•玻璃色散的近似公式包括:Schott, Conrady, Herzberger和Sellmeier。
分散
焦点转移
一个单一的光学元件对于不同的波长有不同的色焦点位置
聚焦误差为Δs^ ' =-〖f^ '〗_d/V_d
其中V_d=(n_d-1)/(n_F-n_C)是Abbe number
N_d -光谱d线的折射率
n_F -光谱f线的折射率
n_C -光谱c线的折射率
阿贝数越大的镜头消色差越小
色差只与光功率和阿贝数有关，与透镜的半径和形状无关
为了纠正色差，需要不同V的眼镜。通常是V高的“皇冠玻璃”和V低的“燧石玻璃”
建立一个消色差紧身上衣当两个波长焦点重合时，应满足下一个条件
Δs^ ' =-〖f^ '〗_1/V_1 -〖f^ '〗_2/V_2 =0
〖f '〗_1 /〖f '〗_2 =-V_1 / V_2
消色差紧身上衣
焦点转移
因此:
-由于所有光学眼镜的V都是正的，镜片必须是正的和负的。
-如果一个二重体需要有一个正电荷，那么正电荷的光功率必须大于整个二重体的光功率
—为了减小正元件的光功率，应尽量增大阿贝数
——一个消色差紧身上衣可以消除一对选定波长的差异，但对其他波长有焦点差异。这种差异被称为“次级谱”。
-皇冠玻璃与燧石玻璃的阿贝数差异越大，二次光谱就越多
二级光谱
〖∆S '〗_(f -d)=f ' (P_1-P_2)/(V_1-V_2)
P = (n_F-n_d) / (n_F-n_C)
复消色差的lens-3颜色
焦点转移
复消色差校正是指透镜对选定的3个波长进行色差校正，以消除二次光谱。
通常使用3个镜头和2-3种不同的眼镜来实现这一点。
条件是P_1=P_2
为了满足这一条件，需要具有特定V和P关系的特殊玻璃。这些是具有特殊色散特性的玻璃。
有蓝区色散较长的皇冠玻璃和蓝区色散较短的燧石玻璃。
德国的肖特发明了这种眼镜。
他们被命名为“Kurtz Flint Sonder”- KzFS型和“Lang Schwer Kron”- LgSK型眼镜
目标应该是尽可能小的“第三纪光谱”。
超级复消色差的透镜
焦点转移
超复消色差校正指的是透镜提供4个选定波长的色差校正。
通常使用3-4个镜头元素和3种不同的眼镜来实现这一点。
除了长冠玻璃和短打火石玻璃外，还使用了额外的玻璃来获得更好的设计效果，如密集打火石- SF型
大口径消色差校正透镜会出现球差或球色差的色差。
混合diffracitve镜头
焦点转移
至于杯子消色差紧身上衣对于两个波长的焦点偏移校正，这些条件应该满足
Δs^ ' =-〖f^ '〗_1d/V_1d -〖f^ '〗_2d/V_2d =0
〖f '〗_1 /〖f '〗_2 =-V_1 / V_2
衍射元素的阿贝数描述为
V_d =λ_d /(λ_f -λ_c) = -3.452
因此:
衍射光学元件比光学玻璃具有更大的色散。
2)衍射元素的阿贝数为负。混合消色差透镜具有正光功率的器件应由一个正折射元件和一个正衍射元件组成。混合消色差二重体的“冠元”对整个消色差透镜具有较小的光功率。
衍射元件“二次光谱”的基本色散大于全折光消色差二重谱。杂化消色差二重谱的二次谱也是负的
通常球面像差是对光谱波段的一个波长进行校正的，例如对可见光波段的绿色进行校正。
一些剩余的球差可以看到其他波长内的工作波段，尽管颜色校正。
球色差应该使用额外的镜头参数进行校正。对于其他像差，如彗差、场曲率和畸变，还可能存在残余色差。
轴向颜色同时校正
7元素设计，4种玻璃。宽频带5色超色差校正球色差
Spherochromatism
焦点转移
采用4玻璃设计，在0.4 ~ 0.9微米波段实现5色校正超色差。
球色差使用7个元素设计提供的附加参数进行校正
横向颜色
焦点转移
侧色是主射线的色差。
横色是主光与红、蓝交点的差色。
横向颜色，如果不纠正出现在视场。如果你通过视场中心到场边缘用简单的目镜就能看到
总结
这是不可能达到理想的颜色校正，因为非常不同的分散行为的真实现有的眼镜。在一个波长区域内，只能对几个波长进行校正。
由于球色差的校正将会更加困难，所以对于大口径系统来说，这个任务是困难的。
横向颜色较难消除，需要额外的光学系统参数来校正。
在给定的光学系统中，由于衍射，剩余光谱可以减小到衍射极限以下。
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