色像差 编辑
色差是指光学上透镜无法将各种波长的光谱都聚焦在同一点上的现象。它的产生是因为透镜对不同波长的色光有不同的折射率。对于波长较长的色光，透镜的折射率较低。在成像上，色差表现为高光区与低光区交界上呈现出带有颜色的“边缘”，这是由于透镜的焦距与折射率有关，从而光谱上的每一种颜色无法聚焦在光轴上的同一点。色差可以是纵向的，由于不同波长的色光的焦距各不相同，从而它们各自聚焦在距离透镜远近不同的点上；色差也可以是横向或平行排列的，由于透镜的放大倍数也与折射率有关，此时它们会各自聚焦在焦平面上不同的位置。
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消色差透镜组是能基本上消除色像差的透镜组，一般由两块光学性质不同的玻璃或其他材料制成的透镜组合而成。例如，一块由折射率较小而色散能力较大的冕牌玻璃磨制而成的凸透镜，另一块是由折射率较大而色散能力较小的燧石玻璃磨制成的凹透镜。
光路计算是二十世纪就已经开始出现的光学镜头设计中的古老技术。几何光路计算用于描述光线通过镜头系统或者光学仪器时的传输特性，并建立系统的成像属性模型。这用于建造前优化光学仪器的设计，例如减少色像差或者其它的光学像差。光线跟踪也用于计算光学系统中的光程，光程差用于计算光学波前，而光学波前用于计算系统的衍射作用，例如点扩展函数、调制传递函数以及 Strehl ratio。光线跟踪不仅用于摄影领域的镜头设计，也可以用于微波设计甚至是无线电系统这样的较长波长应用，也可以用于紫外线或者X射线光学这样的较短波长领域。