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色差的發(fā)生，是因?yàn)槊恳粋€(gè)光學(xué)玻璃配方的折射率隨波長變化的波長依賴性工件。 當(dāng)白色光通過一個(gè)簡(jiǎn)單的或復(fù)雜的透鏡系統(tǒng)中，該組件的波長根據(jù)其頻率折射。 在大多數(shù)的眼鏡，折射率大于較短（藍(lán)色）的波長和變化以更快的速度隨著波長減小。

藍(lán)色光被折射到，隨后通過綠色和紅色的光，這種現(xiàn)象通常被稱為分散液。 透鏡的無力帶來所有的顏色成一個(gè)共同的焦點(diǎn)的結(jié)果在一個(gè)稍微不同的圖像尺寸和焦點(diǎn)的每個(gè)主要波長組。 這導(dǎo)致了圍繞圖像有色條紋。 當(dāng)焦點(diǎn)被設(shè)置為波長頻帶的中間，所述圖像具有綠色鑄帶紫暈圍繞著它（紅色和藍(lán)色的混合物組成）。

教程初始化與檢體（通過顯微鏡觀察）出現(xiàn)在該小程序的左手側(cè)的一個(gè)窗口的圖像。 下方的圖像窗口是標(biāo)記的選擇樣本的下拉菜單，其可以被用來選擇一個(gè)新的樣品。 圖像位置滑塊用于通過沿圖示為在小程序的右手側(cè)的光線跟蹤圖的虛擬透鏡系統(tǒng)的光軸移動(dòng)焦平面來控制教程。 滑塊的初始位置是在焦距范圍的中心。 當(dāng)滑塊被移動(dòng)到左邊，焦平面偏移到更長的（紅色）的波長和顯微鏡圖像和點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)同時(shí)改變來說明色差的效果。 移動(dòng)滑塊向右移動(dòng)焦平面較短（藍(lán)色）的波長，產(chǎn)生的顯微圖像和點(diǎn)擴(kuò)展功能的相應(yīng)變化。 一組定位在所述射線追蹤模式下的單選按鈕允許訪問者未校正虛擬光路和一個(gè)已被校正，以模擬消色差，螢石，或復(fù)消色差光學(xué)元件之間切換。 需要注意的是點(diǎn)擊和激活比一個(gè)標(biāo)記為未改正的將停用圖像位置滑塊等一個(gè)單選按鈕。

色差是單一的超薄鏡片使用涉及的樣品和圖像距離近軸光線經(jīng)典的鏡頭制造商的生產(chǎn)配方十分常見。 對(duì)于一個(gè)單一的薄透鏡制造為具有曲率半徑r（1）和R（2）的折射率n和半徑的材料時(shí)，我們可以寫出以下等式：

1/s + 1/s' = (n-1)(1/r(1)-1/r(2))

其中，s和s'被定義為對(duì)象和圖像的距離，分別。 在球面透鏡的情況下，焦距（f）被定義為所述圖像的距離為平行傳入光線：

1/f = 1/s + 1/s'

焦距 f與光的波長而變化，如圖教程窗口和圖1（a），這表明色差對(duì)白色光通過一個(gè)簡(jiǎn)單的透鏡的光束的影響。 成分的色彩（波長）被聚焦在不同的距離從透鏡（圖2），以產(chǎn)生具有任意模糊半徑，直徑約為0.3毫米的圖像。 它是比較簡(jiǎn)單的使用一個(gè)厚的，簡(jiǎn)單會(huì)聚（雙凸，正彎月形，或平凸透鏡）透鏡照射的多色點(diǎn)光源，如手電筒或蠟燭來演示色差。 當(dāng)觀察由簡(jiǎn)單透鏡產(chǎn)生的圖像時(shí)，圖像的周邊將出現(xiàn)模糊和有色與橙紅色鹵代當(dāng)透鏡靠近眼睛。 在更遠(yuǎn)的距離，光環(huán)將變成藍(lán)紫色。

鏡頭校正最初是在18世紀(jì)后期試圖John Dollond，約瑟夫·利斯特和喬瓦尼·阿米奇設(shè)計(jì)方法，以減少縱向色差。 這些引入消色差透鏡，以顯微鏡，極大地降低了的軸向（縱向）的色差，并在光學(xué)顯微鏡下可見的細(xì)菌制成。 通過組合冕玻璃和火石玻璃（每種類型都有折射率不同的分散體），它們成功地使藍(lán)色光線，紅色光線到一個(gè)共同的焦點(diǎn)，鄰近但不相同的綠色光線。 燧石玻璃的色散大約為冠的兩倍，所以由配對(duì)具有負(fù)火石元件的正冠元件，將合并的分散體將是大約相等，方向相反，從而消除軸向色擴(kuò)散（圖2）。 需要注意的是冠玻璃的放大率兩倍火石的此組合，產(chǎn)生約一半，僅冠元件的凈功率。 另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：這個(gè)鏡頭是校正球面像差中，當(dāng)正極和負(fù)極元件一起使用的透鏡組經(jīng)常發(fā)生。

冠/火石組合被稱為一個(gè)透鏡雙峰，其中每個(gè)透鏡具有不同的折射率和色散特性。 透鏡雙峰也稱為消色差透鏡或消色差透鏡的簡(jiǎn)稱，來源于希臘詞一個(gè)意思，而不和色度意顏色。 這個(gè)簡(jiǎn)單的修正的形式允許在486納米的藍(lán)色區(qū)域與656納米的紅色區(qū)域中的圖像點(diǎn)，現(xiàn)在重合（圖1（b））。 中心波長（550納米）和公共焦點(diǎn)（藍(lán)色和紅色）之間的散焦是被稱為次要軸向色像差的殘留。 即使模糊是通過30倍使用火石和冠眼鏡（圖1（b）），像差不能與普通玻璃的配方消除，這限制了消色差物鏡的圖像質(zhì)量降低與雙色校正。 消色差透鏡是泛使用的物鏡，并且通常在兩個(gè)教學(xué)和研究級(jí)實(shí)驗(yàn)室顯微鏡發(fā)現(xiàn)。 物鏡不攜帶特殊的題字說明，否則很可能是消色差透鏡。 消色差透鏡是用于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室用令人滿意的物鏡，但由于它們對(duì)所有的顏色不糾正，為無色標(biāo)本細(xì)節(jié)是可能顯示，在白色光，為淺綠色的顏色在聚焦（二次軸向顏色）。

透鏡厚度，曲率，折射率，以及分散體的適當(dāng)組合允許雙峰通過使兩個(gè)波長組成一個(gè)共同的焦平面（圖2），以減少色差。 如果螢石被引入用于制造透鏡的玻璃配方，則三種顏色紅，綠和藍(lán)，可以帶進(jìn)單個(gè)焦點(diǎn)導(dǎo)致色差的可忽略的量。 這樣的透鏡元件被稱為復(fù)消色差透鏡和它們用于構(gòu)建非常高品質(zhì)的色差矯正顯微鏡物鏡。

現(xiàn)代顯微鏡使用這個(gè)概念，今天是很常見的找到三個(gè)透鏡元件制成的光學(xué)鏡頭三胞胎粘合在一起，尤其是在更高的質(zhì)量物鏡。 為色像差校正，一個(gè)典型的10×消色差透鏡顯微鏡物鏡是建立與兩個(gè)透鏡雙峰。 許多螢石的物鏡，這是在消色差透鏡和復(fù)消色差之間校正中間，使用的是螢石（或類似的制劑）結(jié)合適當(dāng)?shù)牟Ａг?nèi)置于形成被消色差在三個(gè)波長一雙峰。 復(fù)消色差透鏡的物鏡通常包含兩個(gè)透鏡雙峰和透鏡三重兩個(gè)色度（最多四個(gè)波長）的校正和球面像差。

與一個(gè)復(fù)消色差透鏡物鏡的消色差的縱向色差校正的比較示于圖3眼鏡正常色散的，其具有在隨波長的折射率幾乎線性下降，被用于生產(chǎn)消色差透鏡的物鏡。 只有兩個(gè)波長可以有相同的焦點(diǎn)（見圖3），并且剩余的二次頻譜產(chǎn)生淺綠色或紫色條紋上的銳利邊緣的圖像。 更高質(zhì)量的復(fù)消色差透鏡的物鏡使用具有部分色散隨波長更迅速地在任一藍(lán)色或紅色區(qū)域中的折射率的變化的眼鏡。 其結(jié)果是，復(fù)消色差具有高度色差校正，其中多達(dá)四個(gè)波長可以有相同的圖像位置。

與復(fù)消色差透鏡和螢石物鏡，衍射引起的強(qiáng)度分布的擴(kuò)散，也可幾乎消除，如示于圖4，一種消色差仍具有在邊緣實(shí)質(zhì)性強(qiáng)度，同時(shí)復(fù)消色差透鏡接近理論分辨率極限，其中軸上色像差大于場(chǎng)的波光學(xué)厚度。（奧林巴斯顯微鏡）

因?yàn)閺?fù)消色差物鏡需要異常色散的元素，它們的特征可能不是理想的某些特定的應(yīng)用，如熒光激發(fā)在近紫外線，微分干涉對(duì)比，并利用偏振光其他形式的顯微鏡。 出于這個(gè)原因，一個(gè)螢石物鏡往往更適宜，而圖4示出了這些物鏡的接近程度復(fù)消色差的性能。

除了縱向（或軸向）色差校正，顯微鏡物鏡還顯示出另一個(gè)色差缺陷。 即使當(dāng)所有的三個(gè)主要顏色被帶到相同焦平面軸向（如在螢石和復(fù)消色差透鏡的物鏡），近視場(chǎng)的周邊細(xì)節(jié)點(diǎn)圖像是不相同的尺寸。 這是因?yàn)槠S射線通量被分散，從而導(dǎo)致該組件的波長，以形成在像平面上的不同高度的圖像。 例如，一個(gè)細(xì)節(jié)的藍(lán)色圖像比綠色圖像或紅色圖像中的白色的光，從而導(dǎo)致在視場(chǎng)的外區(qū)域試樣細(xì)節(jié)顏色振鈴稍大。 因此，軸向焦距對(duì)波長的依賴性產(chǎn)生的波長的橫向倍率的依賴性以及。 這個(gè)缺陷被稱為橫向色差或倍率色差 。 當(dāng)白光照射，與橫向色差的鏡頭會(huì)產(chǎn)生一系列的大小和顏色不同的重疊圖像。 在非校正系統(tǒng)中，在436納米的藍(lán)色成分可以被成像比在630納米的紅色成分的1.4％左右。 橫向色差大于用于短焦距的物鏡和范圍可以從1.1到距光軸的徑向距離的1.9％。

在具有有限管長度顯微鏡，它是補(bǔ)償目鏡，具有倍率色差的物鏡，這是用于校正橫向色差的正好相反。 因?yàn)檫@個(gè)缺陷，同樣出現(xiàn)在更高的放大倍率消色差透鏡，補(bǔ)償目鏡經(jīng)常用于這樣的物鏡，也。 事實(shí)上，很多廠家設(shè)計(jì)他們的消色差透鏡與標(biāo)準(zhǔn)的橫向色差錯(cuò)誤，并使用補(bǔ)償目鏡他們所有的物鏡。 這樣的目鏡經(jīng)常攜帶的題詞K或C或Compens。 其結(jié)果是，補(bǔ)償目鏡具有積聚在橫向色偏差和都沒有，在他們自己的，糾正。 1976年，尼康推出CF光學(xué)，橫向色差修正其不從目鏡援助。 新的無限遠(yuǎn)校正顯微鏡要么校正色差物鏡或利用該系統(tǒng)的物鏡加上管鏡頭來呈現(xiàn)一個(gè)糾正中間圖像。

最后，這是有趣的是，人眼具有色差的一個(gè)顯著量。 幸運(yùn)的是，我們能夠補(bǔ)償這種工件時(shí)大腦處理的圖像，但也可以說明使用在一張紙上的小紫點(diǎn)像差。 當(dāng)舉行靠近眼睛，紫色的圓點(diǎn)將在該中心由一個(gè)紅色的光環(huán)包圍呈現(xiàn)藍(lán)色。 由于紙張?jiān)阶咴竭h(yuǎn)，點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)紅色由藍(lán)色光暈所包圍。

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