Nahoře – Rohový detail z fotografie pořízené kvalitním objektivem. Dole – Detail z podobné fotografie pořízené širokoúhlým objektivem s viditelnou chromatickou aberací (zejména na tmavých okrajích vpravo).
V optice je chromatická aberace způsobena tím, že objektiv má jiný index lomu pro různé vlnové délky světla (rozptyl objektivu).
Podélná a boční chromatická aberace objektivu je vnímána jako „okraje“ barev kolem obrazu, protože každá barva v optickém spektru nemůže být zaostřena na jeden společný bod na optické ose.
Vzhledem k tomu, že ohnisková vzdálenost f objektivu je závislá na indexu lomu n, budou různé vlnové délky světla zaměřeny na různé polohy. Chromatická aberace může být jak podélná, v tom, že různé vlnové délky jsou zaměřeny na jinou vzdálenost od objektivu, tak příčná nebo příčná, v tom, že různé vlnové délky jsou zaměřeny na různé polohy v ohniskové rovině (protože zvětšení objektivu se také mění s vlnovou délkou).
Minimalizace chromatické aberace
Existuje bod zvaný kruh nejmenšího zmatku, kde lze chromatickou aberaci minimalizovat. Lze ji dále minimalizovat použitím achromatické čočky nebo achromatu, ve kterém se materiály s různým rozptylem spojí dohromady a vytvoří složenou čočku. Nejběžnějším typem je achromatický dublet s prvky z korunkového a pazourkového skla. To snižuje množství chromatické aberace v určitém rozsahu vlnových délek, i když to nepřináší dokonalou korekci. Kombinací více než dvou čoček s různým složením lze stupeň korekce dále zvýšit, jak je vidět u apochromatické čočky nebo apochromatu.
Pro snížení chromatické aberace bylo vyvinuto mnoho typů skel, především skla obsahující fluorit. Tato hybridizovaná skla mají velmi nízkou úroveň optického rozptylu; pouze dvě kompilované čočky vyrobené z těchto látek mohou poskytnout vysokou úroveň korekce.
Chromatická aberace jedné čočky způsobuje, že různé vlnové délky světla mají rozdílné ohniskové vzdálenosti.
Pro achromatický doublet mají viditelné vlnové délky přibližně stejnou ohniskovou vzdálenost.
Difrakční optický prvek s doplňujícími disperzními vlastnostmi k vlastnostem skla může být použit ke korekci barevné aberace.
Achromatický dublet přináší dvě vlnové délky do společného ohniska, takže ultrafialové a infračervené záření jsou nekorigované a rozostřené.
Použití achromatů bylo důležitým krokem ve vývoji optického mikroskopu.
Alternativou k achromatickým dubletům je použití difrakčních optických prvků. Difrakční optické prvky mají doplňující disperzní charakteristiky optických skel a plastů. Ve viditelné části spektra mají difraktivy Abbeovo číslo -3,5. Difrakční optické prvky lze vyrobit pomocí diamantových soustružnických technik.
Matematika minimalizace chromatických aberací
Pro doublet sestávající ze dvou tenkých čoček v kontaktu se použije Abbeovo číslo materiálů čoček pro výpočet správné ohniskové vzdálenosti čoček, aby byla zajištěna korekce chromatické aberace. Pokud ohniskové vzdálenosti obou čoček pro světlo na žluté Fraunhoferově D-lince (589,2 nm) jsou f1 a f2, pak nastává nejlepší korekce pro stav:
kde V1 a V2 jsou Abbeova čísla materiálů první a druhé čočky. Protože Abbeova čísla jsou kladná, musí být jedna z ohniskových vzdáleností záporná, tj. rozbíhající se čočka, aby byla splněna podmínka.
Celková ohnisková vzdálenost doubletu f je dána standardním vzorcem pro tenké kontaktní čočky:
a výše uvedená podmínka zajišťuje, že se bude jednat o ohniskovou vzdálenost doubletu pro světlo na modré a červené Fraunhoferově přímce F a C (486,1 nm, respektive 656,3 nm). Ohnisková vzdálenost pro světlo na jiných viditelných vlnových délkách bude podobná, ale ne přesně stejná jako tato.
Zpracování obrazu pro snížení chromatické aberace
Následné zpracování za účelem odstranění chromatické aberace obvykle zahrnuje škálování barevného kanálu s třásněmi nebo odečtení části škálované verze kanálu s třásněmi.
Černobílá fotografie
Chromatická aberace ovlivňuje také černobílou fotografii. Ačkoli na fotografii nejsou žádné barvy, chromatická aberace obraz rozmaže. Lze ji zmenšit použitím úzkopásmového barevného filtru nebo převedením jednoho barevného kanálu na černobílý. To však bude vyžadovat delší expozici.