Апохромат , или апохроматическая линза ( апо ), — это фотографический или другой объектив , который лучше корректирует хроматическую и сферическую аберрацию, чем гораздо более распространенные ахроматические линзы.
Хроматическая аберрация — это явление фокусировки разных цветов на разных расстояниях от объектива. В фотографии хроматическая аберрация создает мягкие изображения в целом и цветную окантовку на высококонтрастных краях, например, на границе между черным и белым. Астрономы сталкиваются с аналогичными проблемами, особенно с телескопами , в которых используются линзы, а не зеркала . Ахроматические линзы корректируются так, чтобы сфокусировать две длины волны в одной плоскости — обычно красную (~ 0,590 мкм ) и синюю (~ 0,495 мкм ). Апохроматические линзы предназначены для фокусировки трех цветов в одной плоскости — обычно красного (~0,620 мкм ), зеленого (~0,530 мкм ) и синего (~0,465 мкм ). [1] Остаточная ошибка цвета (вторичный спектр) может быть на порядок меньше, чем у ахроматического объектива с эквивалентной светосилой и фокусным расстоянием. В апохроматах также корректируется сферическая аберрация на двух длинах волн, а не на одной, как в ахромате.
Объективы телескопов для широкополосной цифровой визуализации в астрономии должны иметь апохроматическую коррекцию, поскольку оптическая чувствительность типичных матриц ПЗС-матриц может простираться от ультрафиолета до видимого спектра и до ближнего инфракрасного диапазона длин волн. Апохроматические линзы для астрофотографии в диапазоне апертур 60–150 мм были разработаны и продаются несколькими фирмами с фокусным соотношением в диапазоне отf /5кж /7. Правильно сфокусированные и управляемые во время экспозиции, эти апохроматические объективы способны создавать самые резкие астрофотографии в широком поле, оптически возможные для заданных размеров апертуры.
В камерах для полиграфической обработки (копирования) обычно используются апохроматические линзы для максимально четкого изображения. Объективы апохроматических технологических камер классической конструкции обычно имеют максимальную диафрагму, ограниченную примернож /9. В последнее время стали производиться апохроматические объективы с более высокой светосилой для среднеформатных, цифровых и 35-мм фотоаппаратов.
Апохроматические конструкции требуют оптических очков с особыми дисперсионными свойствами для достижения трехцветных пересечений. Обычно этого достигают с помощью дорогостоящих флюорокранных стекол , аномальных кремневых стекол и даже оптически прозрачных жидкостей с весьма необычными дисперсионными свойствами в тонких промежутках между стеклянными элементами. При проектировании апохромата необходимо учитывать температурную зависимость показателя преломления и дисперсии стекла и жидкости, чтобы обеспечить хорошие оптические характеристики в разумных температурных диапазонах с лишь незначительной перефокусировкой. В ряде случаев возможны апохроматические конструкции без стекол аномальной дисперсии.
Независимые тесты могут быть использованы для демонстрации того, что обозначение «APO» довольно широко используется некоторыми производителями фотообъективов для описания точности цветопередачи их объективов, поскольку сопоставимые объективы показали превосходную точность цветопередачи, даже если они не имели обозначения «APO». . [2] [3]
Кроме того, при рассмотрении конструкции объектива обозначение «APO» используется более консервативно в астрономической оптике (например, телескопах) и микроскопии, чем в фотографии. Например, телескопы с маркировкой «APO» представляют собой специализированные объективы с фиксированным фокусным расстоянием , оптимизированные для работы на расстояниях, близких к бесконечности, тогда как в фотографии даже некоторым относительно недорогим зум-объективам общего назначения присваивается обозначение APO. [4]
Однако часто апохроматические линзы, используемые в тонких фотоаппаратах, не называют апохроматами. Вместо этого их можно просто называть «флюоритовыми линзами», в зависимости от материала с аномальной частичной дисперсией, которая позволяла им быть апохроматическими. Такие объективы стали доступны фотографам в 1969 году, когда появился телеобъектив Canon FL-F 300mm f/5,6. Флюорит имеет некоторые недостатки, например уязвимость к резким изменениям температуры, поэтому были предприняты попытки использовать заменители, такие как фторфосфатные стекла, которые улучшают, но не устраняют полностью (по сравнению с обычным стеклом) эти недостатки.
Акриловый пластик и, в частности, поликарбонат могут быть использованы для изготовления линз, и их дисперсионные характеристики также отличаются от характеристик стекла. Однако их обычно не используют в конструкции апохроматических линз, несмотря на то, что они намного дешевле и прочнее флюорита, поскольку показатель преломления пластмасс обычно меняется с температурой примерно в сто раз сильнее, чем показатель преломления стекла.
