色像差sexiangcha

同一物点发出的波长不同的色光经有折射元件的光学系统(如透镜、透镜组等)成像不在同一点的现象。简称色差。像差的一种，是由于折射元件材料的折射率随波长而异，不同色光经光学系统成像时，它们的光路相互不同所致。即使在近轴条件下，光学系统没有单色像差，也能存在色差。色差可分为纵向色差和横向色差两种 。
❶纵向色差 ——同一轴上物点的不同色光的像点位于不同位置的现象。又称位置色差或轴向色差。图1示出了轴上物点P经凸透镜成像时产生纵向色差的情况。因透镜对不同的色光有不同的折射率，因而焦距不同，成像位置也不同。波长最短的紫光折射率最大，焦距最短，像点Q1离透镜最近；波长最长的红光折射率最小，焦距最长，像点Q₂离透镜最远。其它各色光的像点随波长的增加依次位于Q₁至Q₂之间的各点。图中的情况是Q₁比Q₂离光学系统近，此称正色差；也有Q₁比Q2离光学系统远的负色差。一般用波长656.3纳米的红光(氢光谱C线)和波长486.1纳米的蓝光(氢光谱F线)二焦点之间的距离来量度纵向色差。
❷横向色差——同一垂轴物体不同色光的像长度不同的现象。又称放大率色差、倍率色差或垂轴像差。图2显示出了垂轴物经凸透镜成像时产生横向色差的情况。因透镜对不同的色光有不同的焦距，故对不同的色光有不同的横向放大率。于是，不同色光的像不但位置不同，而且长度也不同。红光像最长，紫光像最短，其它色光的像长在上述二像长之间。波长656.3纳米的红光和波长486.1纳米的蓝光的二像长之差可做横向像差的量度。

图 1

图2

由于色差的存在，复色光成像会有模糊的彩色边缘，这是一些光学仪器所不希望的，故应设法消除色差。色差一般较各种单色像差容易纠正，但不能完全消除。单个透镜总是存在色差的。为了减小色差，常用两种不同玻璃的凸、凹透镜粘合在 一起构成的消色差透镜。这样的透镜可以消除选定的两种或三种波长的色差，同时还可矫正球差。用同种玻璃制成的二透镜，当其间隔为 二透镜焦距之和的一半时，也可构成消色差系统，惠更斯目镜就是利用这 一原理设计的。但这种系统只能矫正纵向色差，不能矫正横向色差。要想完全消除色差，可用无折射元件的纯反射光学系统。这是因光线入射到反射面上，其反射角和入射角总相等，不同色光在光路上没有差别，故无色差。纯反射系统的这一优点，使它有多方面的应用，尤其对非可见光区域应用较广。