像差的種類

為了方便說明像差的成因，我們僅以平行的入射光來探討他們在幾何光學上的差異。其實天文觀測的目標都是遙遠的星體，基本上也符合平行光的假設。

球面像差（對稱的像差）︰當沿著光軸的平行入射光不能完全聚焦時，我們稱為「球面像差」。

透鏡的球面像差

反射鏡的球面像差

彗形像差（不對稱的像差）︰傾斜于光軸的平行入射光無法完全聚焦的情況，我們稱為「彗形像差」。

色像差︰若是不同的顏色光線有不同的聚焦點，我們稱為「色像差」。通常紅色光的焦距比藍光大一些。

彎曲的像場︰即使光學系統能完美地聚焦，但是卻常發生它們的聚焦平面與我們希望的成像平面不一致。因此透鏡會有bending的設計。

Astigmatism︰因為物體經由透鏡成像時，常會發生X軸與Y軸的聚焦點不一致。

變形︰基本上變形的發生不能看似完全的像差。它並不是因為影像的聚焦不良所致，相反的它是清晰的成像，但是卻發生與原來的物體的外型不一致。

最完美的成像︰拋物面鏡

數學上的定義︰ y²＝ 4 F．x F︰鏡面焦距長度

鏡面特色︰平行光軸的入射光線可以完美聚焦于焦點。同時因為是反射面成像，所以沒有任何色像差。若是采用拋物面來作為天文望遠鏡的主鏡是一個非常好的選擇。不但能兼顧光學系統的重量與成像品質。很可惜的，若是非平行的入射光沿著主軸進來，會有對稱的「球面像差」。若是平行入射光傾斜于主軸，會有不對稱的「彗形像差」產生。因此拋物面鏡最適合于長焦距的天文望遠鏡，而不適合于地面景物的觀測。

不過拋物面的鏡面不易制造，必須藉由許多球面鏡的研磨方式逐漸逼近拋物面的曲度，因此價格自然也較為高昂。以一個口徑8紋、 F/4鏡面而言，中間的鏡面與球面鏡差距其實是非常微小的，只有數個波長之差。雖然這只是微小的差別，卻可以改善影像的品質甚多。

為了獲得高精度的拋物面，必須透過多次球面研磨。

由于拋物面鏡是經過多次球面鏡的研磨而成，因此拋物面鏡可以看成是多個球面鏡所構成。利用這個光學特性，可以成為檢測拋物面鏡的一個簡易的方法，我們稱為「刀口測試」。

結語︰反射鏡的制作成本比折射鏡低廉非常多，因此大口鏡的望遠鏡幾乎都采用拋物面鏡。若是用途僅止于天文攝影，采購該型望遠鏡算是不錯的選擇。尤其在星團與星雲的拍攝，超大口徑的拋物面鏡幾乎是唯一的選擇。

沒有彗形像差︰球面鏡

數學上的定義︰ y²＝ 4 F²－ x² F︰鏡面焦距長度（R＝2F）

球面鏡特色︰球面鏡的幾何對稱，因此沿著光軸或傾斜光軸的平行入射光都具有相同的「球面像差」。不過沒有「彗形像差」則是它的優點。由于球面鏡的制作成本低廉，因此大都制造成極大的口徑來獲得它的優勢。不過同樣屬于反射鏡的拋物面鏡，因為鏡面中間的完美成像品質，已經逐漸取代球面鏡。

具有彈性的呈像矯正︰折射鏡

因為折射鏡是由多個透鏡組成，透鏡的每一面都是球面鏡。目前因為鏡片的研磨技術進步，少數的鏡片也能制造成非球面鏡。為了能夠消除「像差」與「色像差」，因此鏡片的材質非常重要。一般由兩片鏡片構成的鏡片組，我們稱為「Achromatic」。

透鏡的研磨成本高昂，加上鏡片組的重量，因此非常不適合用于大口徑的天文望遠鏡。不過由于折射鏡可以透過不同材質與曲度的鏡片搭配來消除色、像差，所以可以同時用于天文觀測與地面景物觀看等用途，算是一個全方位的望遠鏡。坊間許多稱為「螢石鏡」或是「ED鏡」，是因為鏡片組的第一片鏡片采用高折射率、低色散的鏡片制造，而第二片仍須使用高色散的鏡片。一般的光學玻璃都是高折射率，同時也具有高色散的情形，所以「螢石鏡」或是「ED鏡」就顯得珍貴了。由于天文望遠鏡的入射光幾乎都是平行光（遙遠的恆星），同時視野狹窄（高倍率），因此只要三片式透鏡的主鏡就已經十分足夠了。當然若想用于地面觀看，效果必須打一點折扣！

結語︰若是你想添購一只可以用于地面景物觀看，同時又想進行天文觀測。那折射式望遠鏡是你的首選。

光學系統

在簡易的反射式天文望遠鏡（牛頓式望遠鏡），由于安置斜鏡之故，常會造成星光成 ＋字形。

彗形像差會發生在影像的邊緣，它的形狀會呈現橢圓形。若是所有星點都呈現橢圓形，那表示望遠鏡追蹤攝影的誤差，而非像差。

反射式望遠鏡的大口徑優勢，可以讓暗星體完全呈現。這絕非一般的折射式望遠鏡所能達到。因此反射鏡是星雲攝影的必須工具。目前幾乎所有的大型天文台都使用反射式望遠鏡來掠取最暗的星體，作為研究之用。

折射式望遠鏡會有明顯的色差發生。為了避免小小的色差，往往必須付出高額的代價。

高價格且成像良好的折射式天文望遠鏡非常適合拍攝高倍率的星野攝影。