超长焦镜头中
，APO镜头险些是高档镜头的代名词。APO
，是英文Apochromatic的缩写
，意为“复消色差的”。所谓萤石镜片、AD玻璃、UD玻璃、ED玻璃
，说到底
，都是为了实现APO技术所用的特殊光学资料。 复消色差镜头
，是指能对多种色光(超过两种)解除色差的镜头。 消色差镜头(Chromatic)只能对两种色光消色差。

　　色散：光学资料的折射率不只与资料自身的物理性质有关
，还与光线的波长有关。统一种光学资料
，波长越短、折射率越高。具体讲
，统一种光学玻璃
，绿光比红光折射率高
，而蓝光比绿光折射率高。分歧光学资料往往有分歧的色散。若是一种资料随着波长变动引起折射率变动很大
，我们就说这种资料是“高色散”的。反之
，则称为“低色散”。通常用ne(资料对绿色的e光的折射率)暗示资料的折射率
，用阿贝数ve=(ne-1)/(nF-nc)暗示资料的相对色散。阿贝数越高
，色散越幼。式中
，第二个字母是下标
，暗示夫朗和费对应谱线的波长。F是红光
，e是绿光
，c是蓝光。每一条夫朗和费谱线都有固定不变的波长
，因而成了光学设计中的尺度波长。

　　色差：从几何光学道理讲
，镜优等效于一个单片凸透镜。凸透镜的焦距
，与镜面双方曲率和玻璃的折射率有关。若是镜片状态固定
，那就只与造作镜片资料的折射率有关了!由于光学资料都有色散
，因而
，统一个镜片
，对于红光来说
，焦距略微长一点;对于蓝光来说
，焦距略为短一点。这就叫做“色差”。

　　有了色差的镜头
，具体讲有这么几个弊端：

　　1.由于分歧色光焦距分歧
，物点不能很好的聚焦成一个美满的像点
，所以成像吞吐;

　　2.同样
，由于分歧色光焦距分歧
，所以放大率分歧
，画面边缘部门明暗接壤处会有彩虹的边缘。

　　消色差：利用分歧折射率、分歧色差的玻璃组合
，能够解除色差。例如
，利用低折射率、低色散玻璃做凸透镜
，利用高折射率、高色散玻璃做凹透镜
，而后将两者胶合在一路。为了使两者胶合后依然等效于一个凸透镜
，前者(凸透镜)屈光度要大一些
，后者(凹透镜)屈光度要幼一些。我们分析这样的双胶合镜对分歧波长光线的作用：对于较长波长的光线
，由于凹透镜资料色散大、也就是折射率随着波长变动大
，所以折射率比中央波长较幼
，凸透镜起的作用大
，双胶合镜长波端焦距偏长。对于较长波短的光线
，由于凹透镜色散大、也就是折射率随着波长变动大
，所以折射率较大
，凹透镜起的发散作用大
，双胶合镜短波端焦距也偏长。最后的结论是：这样的双胶合镜中央波长焦距较短、长波和短波光线焦距较长。很显著
，中央波长是一个谷
，它的周围焦距变动幼多了!设计时合理的选择镜片球面曲率、双胶合镜的资料
，能够使蓝光、红光焦距刚好相称
，这就根基解除了色差。渣滓色差对于广角到中焦镜头来说
，已经很幼了
，因而
，也就满足了镜头消色差的要求。

　　二级光谱：未消色差的镜头随着光线波长增长
，焦距单调上升
，色差很大。而消色差镜头焦距随波长先减幼后增长
，色差很幼。消色差镜头的渣滓色差就叫做“二级光谱”! 二级光谱引起的分歧色光焦距变动不成能幼于焦距的千分之二
，也就是说
，镜头焦距越长
，消色差越不能满足要求。对镜头质量要求较高时
，超长焦消色差镜头的二级光谱已经不成忽视!为了进一步解除二级光谱对镜头质量的影响
，引进了复消色差技术。

　　复消色差：能够设想
，若是某种资料随波长变动折射率的数值能够肆意节造
，那么我们肯定可能设计杰出差处处齐全赔偿、因而齐全没有色差的镜头!惋惜
，资料的色散是不能肆意节造的
，并且可用的光学资料也就那么有限的若干种!我们退一步设想
，若是可能将可见光波段分为蓝-绿、绿-红两个区间
，而这两个区间可能别离施用消色差技术
，二级光谱就可能根基解除!但是
，不幸的是
，经过推算证明：若是对绿光与红光消色差
，那么蓝光色差就会变得很大;若是对蓝光与绿光消色差
，那么红光色差就会变得很大!看起来似乎走进了一个死胡同
，固执的二级光谱如同没有法子解除!

　　幸好理论推算为复消色差找到了蹊径。人们发现
，若是造作凸透镜的低折射率资料蓝光对绿光的部门相对色差刚好与造作凹透镜的高折射率资料的部门相对色差一样
，那么实现蓝光与红光的消色差之后
，绿光的色差刚好解除!这个理论指出了实现复消色差的正确蹊径
，就是寻找一种特殊的光学资料
，它的蓝光对红光的相对色散该当很低、而蓝光对绿光的部门相对色散该当很高且与某种高色散资料一样!萤石就是这样一种特殊资料
，它的色散极度低(阿贝数高达95.3)
，而部门相对色散与很多光学玻璃靠近!

　　荧石(即氟化钙
，分子式CaF2)折射率比力低(ND=1.4339)
，微溶于水(0.0016g/100g水)
，可加工性与化学不变性较差
，但是由于它优异的消色差机能
，使它成为一种宝贵的光学资料!天然界能用于光学资料的纯净大块萤石极度少
，因而萤石最早仅用于显微镜中。显微镜物镜固然焦距很短
，但由于像距很大、分辨率要求很高
，二级光谱仍是个头痛问题。自从萤石人为结晶工艺实现以来
，高级超长焦镜头中萤石险些是不成或缺的资料
，萤石镜片险些成为高档镜头的代名词! 由于萤石价值昂贵、加工难题
，各光学公司一向不遗余力的寻找萤石的代用品。氟冕玻璃就是其中一种。各公司所谓AD玻璃、ED玻璃、UD玻璃
，往往就是这一类代用品。

　　很显著
，由于复消色差资料价值昂贵、加工难题
，成本极度高
，所以只能用在高档镜头上。相应的
，这些镜头其它方面的设计也肯定与其价值匹配
，都是一目十行的。但是
，若是有价值相对便宜的复消色差资料
，即便机能差一些
，也使它们可能用在中档镜头上
，改善这些镜头的机能。但是
，至少就么目前而言
，中档镜头是不成能使用萤石做消色差资料的!

　　低色散玻璃：低色散玻璃产生的色差很幼、因而消色差之后渣滓色差也比力幼
，对镜头质量改善极度有益。同时
，近些年来
，一系列高折射率低色散玻璃(重要是镧系稀土玻璃)的选取
，镜头质量进一步提高。高折射率玻璃实现同样的屈光度镜片球面曲率较幼
，因而带来的各类像差尤其是球面像差减幼
，使得镜头体积减幼、结构简化、质量提高。但是
，它终于不能实现复消色差
，无法解除二级光谱
，不能与APO技术等量齐观。