象差

实际光学系统的成象具有一系列缺陷，这就是象差。
实际的光学系统，只有近光轴区域以很小孔径角的光束所生成的象才是完善的。但实际应用中，都需一定大小的成象空间和光束孔径，同时还由于成像光束是由不同颜色的光组成的，同一镜头（介质）（光学系统）的折射率随颜色而异。因此镜头的成像具有一系列缺陷。这就是像差。象差的大小反映了光学镜头质量优劣。
几何象差主要有七种：单色光有五种，球差、彗差、象散、场曲、畸变。 复色光有二种，轴向色差、垂轴色差（又称放大色差）

色差

从上述简介色差是十分重要的像差，因为包括显微镜在内的绝大多数光学仪器都在复色光条件下使用，这里介绍一下复色光形成的两种色差就显得十分必要。不同色光在同一种光学玻璃传播速度各不相同，即不同色光（波长不同）具有不同的折射率，或不同的焦距，象的位置及大小也随之而异。

轴向色差：又称位置色差或纵向色差沿着光轴度量不同色光光线。

与光轴交点间距离：LC-LF=?C-F.

垂轴色差：又称放大率色差，倍率色差，沿垂轴方向度量不同色光所成的像大小之差异。YC-YF=?YC-F.

消色差与CF物镜及光学系统

几乎所有显微镜及其他光学仪器的消色差物镜都是只校正二种色光或称为两条谱线的轴向色差（一般为C光和F光）而垂轴色差是消不掉的，原因是没有合适牌号的玻璃，几乎各光学仪器厂商解决消除垂轴色差方法都用补偿法-----物镜的残留垂轴色差是正向的，用负向垂轴色差目镜去补偿，这种方法已经应用了近百年，这是一种简便经济的设计方法，但是这种方法有很大局限性，尤其是光学事业飞速发展，光学仪器越来越复杂，绝不是能用一种物镜对一种目镜固定搭配来补偿垂轴色差，形色多样，变化多端的光学系统使垂轴色差的消除变成捉模不定，而且不能消到规定的容限内。

请看下面三种情况：

在一种仪器上往往配备很多类物镜、很多目镜，按照使用要求会产生更多的组合排列，以显微镜为例，物镜有1X、2X、4X、10X、20X、40X、60X、100X ，性能有消色差，半平场、平场、复色差、荧光相衬?等等，目镜同样有不同倍数，不同性能，垂轴色差很难消除。
另外，有些选购附件上的附加镜，转像镜一旦用入主机，也会将原来物镜同目镜之间已经平衡，补偿掉的垂轴色差给破坏了。
很多光学仪器只有物镜或只有目镜，补偿法无法施展，如照相物镜，投影物镜，光刻物镜，判读仪，额镜?
综上所述，消色差的物镜及光学系统存在了垂轴色差消除困难的痼疾，一直困扰着光学设计工作者，几十年来一直为之奋斗找寻解决方法，最后，只有呼吁有关产业赶紧研制新的光学玻璃系列。