aberrasjon, i optiske systemer, som linser og buede speil, avviket fra lysstråler gjennom linser, noe som får bilder av gjenstander til å bli uskarpe. I et ideelt system vil hvert punkt på objektet fokusere på et punkt med null størrelse på bildet. Praktisk sett opptar imidlertid hvert bildepunkt et volum av endelig størrelse og usymmetrisk form, noe som forårsaker noe uskarphet av hele bildet. I motsetning til et plane speil, som gir bilder som er fri for avvik, er en linse en ufullkommen bildeprodusent, og blir ideell bare for stråler som går gjennom sentrum parallelt med den optiske aksen (en linje gjennom midten, vinkelrett på linseflatene). Ligningene som er utviklet for objekt-bildeforhold i en linse med sfæriske overflater, er bare omtrentlige og omhandler bare paraksiale stråler - dvs. stråler som bare gjør små vinkler med den optiske aksen. Når lys med bare en bølgelengde er til stede, er det fem avvik som må vurderes, kalt sfærisk aberrasjon, koma, astigmatisme, krumning av felt og forvrengning. En sjette avvik som finnes i linser (men ikke speil) - ganske enkelt, kromatisk avvik - resulterer når lys ikke er monokromatisk (ikke av en bølgelengde).
optikk: Lenseavvik
Hvis en linse var perfekt, og gjenstanden var et enkelt punkt med monokromatisk lys, ville lysbølgen, som nevnt ovenfor, komme fra
Ved sfærisk aberrasjon møtes ikke alle lysstråler fra et punkt på den optiske aksen til en linse som har sfæriske overflater på samme bildepunkt. Stråler som passerer gjennom linsen nær sentrum er fokusert lenger bort enn stråler som passerer gjennom en sirkulær sone nær kanten. For hver kjegle av stråler fra et aksialt objektpunkt som møter linsen, er det en kjegle av stråler som konvergerer for å danne et bildepunkt, idet kjeglen har forskjellig lengde i henhold til diameteren på den sirkulære sonen. Uansett hvor et plan vinkelrett på den optiske aksen er laget for å krysse en kjegle, vil strålene danne et sirkulært tverrsnitt. Tverrsnittsarealet varierer med avstanden langs den optiske aksen, den minste størrelsen kjent som sirkelen med minst forvirring. Bildet som er mest fritt for sfærisk avvik, finnes på denne avstanden.
Koma, såkalt fordi et punktbilde blir uskarpt til en kometform, blir produsert når stråler fra et objektspunkt utenfor aksen blir avbildet av forskjellige soner i linsen. I sfærisk aberrasjon er bildene av et objekt på aksen som faller på et plan i rett vinkel mot den optiske aksen sirkulære i form, av varierende størrelse, og legges over et felles senter; i koma er bildene av et objektspunkt utenfor aksen sirkulær i form, av forskjellig størrelse, men forskjøvet i forhold til hverandre. Det medfølgende diagrammet viser et overdrevet tilfelle av to bilder, ett som er et resultat av en sentral kegle av stråler og den andre fra en kjegle som går gjennom kanten. Den vanlige måten å redusere koma på er å bruke en membran for å eliminere de ytre kjeglene til stråler.
Astigmatisme, i motsetning til sfærisk aberrasjon og koma, skyldes at en enkelt sone i en linse ikke klarer å fokusere bildet av et punkt på aksen på et enkelt punkt. Som vist i det tredimensjonale skjemaet er de to planene i rett vinkel mot hverandre som passerer gjennom den optiske aksen meridianplanet og det sagittale planet, idet meridianplanet er det som inneholder objektspunktet utenfor aksen. Stråler som ikke er i meridianplanet, kalt skjevstråler, er fokusert lenger vekk fra linsen enn de som ligger i flyet. I begge tilfeller møtes ikke strålene i et punktfokus, men som linjer vinkelrett på hverandre. Mellom disse to posisjonene er bildene elliptiske.
Krumning av felt og forvrengning refererer til plasseringen av bildepunkter i forhold til hverandre. Selv om de tidligere tre avvikene kan korrigeres i utformingen av en linse, kan disse to avvikene forbli. I feltkrumning vil bildet av en plan gjenstand vinkelrett på den optiske aksen ligge på en paraboloid overflate som kalles Petzval overflaten (etter József Petzval, en ungarsk matematiker). Flatfotofelt er ønskelig i fotografering for å matche filmplanet og projeksjonen når det forstørrende papiret eller projeksjonsskjermen ligger på en flat overflate. Forvrengning refererer til deformasjon av et bilde. Det er to typer forvrengning, som begge kan være til stede i en linse: tønne-forvrengning, der forstørrelsen avtar med avstand fra aksen, og tinnpussforvrengning, der forstørrelsen øker med avstanden fra aksen.
Den siste avvikelsen, kromatisk aberrasjon, er at linsen ikke har fokus på alle farger i samme plan. Fordi brytningsindeksen er minst i den røde enden av spekteret, vil brennvidden til en linse i luften være større for rød og grønn enn for blå og fiolett. Forstørrelse påvirkes av kromatisk avvik, å være forskjellig langs den optiske aksen og vinkelrett på den. Den første kalles langsgående kromatisk aberrasjon, og den andre, lateral kromatisk aberrasjon.
