Một trong những khiếm khuyết phổ biến nhất quan sát thấy ở các thấu kính dạng cầu là sự sắc sai, xảy ra vì thấu kính khúc xạ các màu khác nhau trong ánh sáng trắng ở những góc khác
Hệ chuẩn trực Buồng ảnh Bề mặt cách tử Bề mặt cách tử Bậc n = 1: Cách tử hướng về buồng ảnh Bậc n = -1: Cách tử hướng về hệ chuẩn trực Chùm sáng dãn Hướng chính
- Độ phân giải cao.
- Vùng bước sóng lớn. - Độ phân giải thấp. - Vùng bước sóng nhỏ. Chùm sáng nén Chùm sáng Cách tử Đỏ Xanh Đỏ Xanh Buồng ảnh
nhau theo bước sóng (Hình 1.16). Ánh sáng đỏ không bị khúc xạ cùng góc như ánh sáng lục hoặc ánh sáng lam nên tiêu điểm trên trục chính của thấu kính đối với ánh sáng lam hơi lệch xa thấu kính hơn đối với ánh sáng đỏ. Tương tự, ánh sáng lục bị hội tụ gần thấu kính hơn ánh sáng đỏ và ánh sáng lam bị hội tụ trong một mặt phẳng gần thấu kính nhất. Hiện tượng này thường được gọi là sự sắc sai và xảy ra ở một mức độ nhất định đối với tất cả các thấu kính có dạng cầu. Sự sai sót của thấu kính trong việc mang tất cả màu sắc vào một mặt phẳng tiêu chung, làm cho điểm hội tụ của các ánh sáng đơn sắc là khác nhau. Kết quả là một vân màu hay quầng hào quang xuất hiện xung quanh ảnh, với màu của quầng hào quang thay đổi khi tiêu điểm của vật kính thay đổi.
Hình 1.16. Sắc sai quanh trục
Tương tự với sự cầu sai ở nhiều mặt, coma nói chung bị gặp phải với các tia sáng ngoài trục và sẽ sai lệch nhiều hơn khi máy quang phổ không được canh hàng thích hợp. Coma thường được xem là quang sai khó giải quyết nhất vì tính không đối xứng mà nó tạo ra trong ảnh. Ví dụ, khi một kính phóng đại được dùng để hội tụ ảnh của Mặt Trời lên vỉa hè, quang sai coma có thể nhìn thấy trong ảnh khi kính phóng đại nghiêng đi so với các tia đến từ Mặt Trời. Ảnh của Mặt Trời, khi chiếu lên sẽ kéo dài ra thành một hình giống như sao chổi đặc trưng của sự sắc sai coma.
Công thức tính sắc sai coma [8]: 3 2
8.F
λ λ
∆ = (1.12)
Như vậy sắc sai coma tỷ lệ thuận với bước sóng và tỷ lệ nghịch với tỷ số tiêu cự (F). Vậy tăng tỷ số tiêu cự tăng lên thì sắc sai nhỏ lại nhưng hình ảnh ngôi sao sẽ mờ đi. Nên khi chọn thấu kính phải có tiêu cực dung hoà giữa sắc sai và hình ảnh ngôi sao.