第五章 高级配置

5.8 二级色散

除了第一章介绍的 11 种常见像差外，在设计高性能、高质量光学系统时，还需要考虑一种名为二级色散的像差。

什么是二级色散？

在光学系统中，我们通常使用两种特定波长的光线（例如 F 光和 C 光）的焦点位置差来表示系统的色差。 当 F 光和 C 光校正了色差后，它们的焦点会重合在一起。 然而，其他颜色光线的焦点并不一定会随之重合，这种现象就称为二级色散。

图 5-46 展示了当透镜组校正了 F 光和 C 光的色差后，焦点位置随波长的变化曲线。 其中 F 光和 C 光的焦点重合在一起，其他颜色的光线也成对重合，但它们的位置并不相同，而是分布在一定范围内。

通常用两种主波长光线焦点位置和中间波长光线焦点位置之差来表示二级光谱色差的大小。 如果系统完全消除了色差，则用两种主波长光线焦点的平均位置和中间波长光线焦点位置之差来表示。 在使用 F 光和 C 光校正色差时，就用 F 光和 C 光焦点的平均位置与 D 光焦点位置之差 ΔL'b 来表示二级光谱色差。

二级色散产生的原因

二级色散的产生是因为不同类型玻璃的折射率随波长的变化规律不同。

示例

例如，两种玻璃 Bak7 和 F2 的色散分别为：

  • Bak7: nF' - nC' = 0.7064
  • F2: nF' - nC' = 0.7174

这两种玻璃对 F 光和 C 光的色散 (nF' - nC') 和对 F 光和 D 光的色散 (nF' - nD') 不同。