六、色差

大多數(shù)情況下，物體都以復(fù)色光（例如白光）成像，白光包含了各種不同波長(zhǎng)的單色光，光學(xué)材料對(duì)不同波長(zhǎng)的譜線有不同的折射率。第三章給出的透鏡計(jì)算表明，透鏡的焦距取決于兩表面的曲率半徑和材料的折射率，當(dāng)半徑確定后，焦距隨折射率而變化。當(dāng)白光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)不同波長(zhǎng)有不同的焦距，各譜線將形成各自的像點(diǎn)，導(dǎo)致一個(gè)物點(diǎn)對(duì)應(yīng)有許許多多不同波長(zhǎng)的像點(diǎn)位置和放大率，這種成像的色差異我們統(tǒng)稱為色差。

由于透射材料折射率隨波長(zhǎng)變化，造成物點(diǎn)發(fā)出的不同波長(zhǎng)的光線通過光學(xué)系統(tǒng)后不會(huì)聚在一點(diǎn)，而成為有色的彌散斑。它僅出現(xiàn)于有透射元件的光學(xué)系統(tǒng)中。按照理想像平面上像差的線大小與物高的關(guān)系，可區(qū)分為：

①位置色差（又稱縱向色差）　與物高無關(guān)的像差，即不同波長(zhǎng)的光線經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)后會(huì)聚在不同的焦點(diǎn)。

②橫向色差（又稱倍率色差）　與物高一次方成正比的像差。它使不同波長(zhǎng)光線的像高不同，在理想像平面上物點(diǎn)的像成為一條小光譜。

這是兩種最基本的色差，由于波長(zhǎng)不同還會(huì)引起單色像差的不同，這稱為色像差，如色球差、色彗差等。如果物平面處在無窮遠(yuǎn)，上述物高應(yīng)換為物點(diǎn)的視角(即它和光軸的夾角)。

七、波像差

從物點(diǎn)發(fā)出的波面經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后，其出射波面應(yīng)該是球面。但實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)存在像差，實(shí)際波面與理想面就有了偏差。當(dāng)實(shí)際波面與理想波面在出瞳處相切時(shí)，兩波面間的光程差就是波像差。