
具有APO标识是大型单筒折射望远镜
APO复消(色差)和Achro普消(色差)
自望远镜发明以来,一直到19世纪德国人弗劳恩霍夫先生发明了普消镜头(物镜),色差问题一直都困扰着天文届。曾经,望远镜需要桅杆的帮助,吊得很高,因为为了消除色差,望远镜需要做的很长很长(见下图)。

当时的大型望远镜
色差(Chromatic aberration简称CA)是镜头的天然属性,可以把白光根据不同波长分解成不同颜色,就像棱镜一样。用在望远镜上,这个特性很麻烦,因为意味着不同的颜色有着不同的焦点,从望远镜里看过去的物体通常会有紫边或者绿(黄/红)现象出现。最糟糕的时候,整个画面都发紫,毫无反差(对比)、细节可言。
只有一片镜头的话总是会有色差,传统的普消使用了两片镜头(称之为两片式),一片凸面镜加一片凹面镜组合可以有效减少色差(见下图)。问题是,如果口径加大,为了保持住色差控制,就必须慢焦比,会让镜筒做的非常非常长,这也是为什么以前的镜子焦比会在F18起步,甚至更多。同时,超长的尺寸让制作、上架、搬运、使用等等变得非常困难,视场也会变得非常窄。

单片镜头和两片式普消对比
因此,如果想把镜子做的更短、更好的普消需要使用到特殊玻璃或者再加入一片玻璃(称之为三片式镜头)。这个时候,这种改良和进步可以引用一个新的概念出现,即复消色差镜头(Apochromat),或者简称APO。
定义APO(复消色差)

三片式APO镜头
网上你可能会找到很多关于APO的定义,无非是三色交汇、艾丽斑大小或者是波长图。很遗憾,这种定义实在是太多了,造成这种歧义的主要原因是折射镜望远镜发展是一个连续过程,从色差修正很差(还有很多紫边或者绿边)到近乎完美的矫正过程,如下:
- 单片镜头,就像伽利略时用的
- 大口径快焦比的普消,比如Synta 6寸F5,专门用来扫彗星
- 小口径快焦比的普消,如80s或者其他双
- 慢焦比的普消,只要符合1.22D规则:那种很传统很长的镜子,比如Unitron出的
- 所谓的Semi APO,用的都是很便宜的ED玻璃或者冕玻璃
- 快焦比高氟化ED玻璃(FPL53)的两片式,如TV的76
- 慢焦比(F8)的FPL53的两片式,比如高桥的FS系列和TV102
- ED玻璃(有时候是萤石)的三片式超级APO,比如AP、TEC、LZOS,也有四片式匹兹伐结构的比如高桥FSQ106或者TV的NP101
注意:近乎完美这个词很重要,因为没有镜子可以做到完美无色差,只是程度问题。一些做的好的只是你看不出来色差而已,无论是焦内还是焦外。所以需要哪个阶段的APO主要取决于你用来做什么,我个人的对APO定义是(非参数层面):
一般使用中,色差控制水平几乎察觉不到即可。
关于色差你期待的是什么水平?

左侧有色差,右侧无
这里说的色差主要是主镜头(物镜)带来的色差,其实很多目镜也会引入色差,但主要是轴外色差。所以不要把这两种色差搞混了,主镜色差不像目镜色差通过移动眼球位置移除。
如果对着星空,量化色差是很难的。我个人的方法是在白天强光时,用100倍来观看树杈。这种条件下,任何色差都会显现出来(如果靠深紫色可能需要用相机拍出来)。再极端一点,一台短焦比的普消,像Synta ST80 F/5,甚至是Stellarvue Nighthawk F/6,已经有很很多紫边,看着就不爽,就甭提任何细节了。同样的测试,换一台超级APO诸如LOMO 80/600,不管焦内焦外根本就看不到色差,画面干脆,细节丰富,颜色也更正、更自然。大多数折射镜的水平都在这两者之间。
上面提到的这些对于观星来说区别大吗?如果偶尔看,而且是低倍,问题不大。实际上,有些镜子在50倍下还是可以的,可以看看星云,看看月亮。但是想要白天也看,那和APO区别就大了,毕竟能力有限。
下面再对一些折射镜做一下简单点评,你也能大概了解下该级别处于什么水平:
- 单片式会有很多色差,或者可以说一塌糊涂,除非镜子做的很小而且很长
- 大口径快焦比普消,有很多色差,即便是低倍,只能拿来凑合巡天用
- 小口径快焦比普消,还是会有明显紫边,特别是高对比的物体,低倍也有,但是可以凑合看,除非你特事儿多。在70倍下,色差已经很严重,基本没有什么细节了
- 慢焦比普消,低倍色差不明显,高倍某些目标也可以看。看火星金星也可以,就是有色差,CCD拍摄星点肥大
- Semi APO,和前面提到差不多,有时候更差
- 快焦比ED(FPL53)两片式,色差很小,除非高倍。看行星就明显一些,用摄头也会星点肥大(OB型蓝星)
- 长焦比F8(FPL53)或者萤石两片,色差几乎没有,目视很难发现,拍照也不明显
- 三片式超级APO,没有色差显现在目标物体上,无论是焦内还是焦外,无论观景还是观星,无论是目视还是拍摄。有一些4片式匹兹伐结构的主镜,也是长焦比、ED结构,也同样属于这个水准
注意:最后这个级别大多数都是三片式,但不是说三片式都是超级APO。实际上很多三片式也是用的便宜玻璃,缺少光学设计和好的做工,水平也就Semi APO水准。
四款80毫米级别折射镜对比
以下是四款相同口径级别,在同一天拍摄的相同物体(鸟和树杈)。它们分别为高桥FS78,TV76,信达Equinox 80和Stellarvue Nighthawk,图的顺序也是从好到差。
另外,Stellarvue Nighthawk是纯普消,信达和TV是两片式(FPL53)APO,高桥是萤石两片APO。

高桥FS78

TV76

信达Equinox

Stellarvue Nighthawk
总结
如果你看完文章后觉得除了超级APO其他都不买就错了,光学素质往往比色差更重要(色差只是其中之一指标),而且有些低倍性能还是可以的,比如NightHawk,其价格只是LOMO 80/600的十分之一。但是硬比的话,差距还是蛮大的。
选不选APO主要看你的需求和环境,如果你喜欢拿起就看,特别是观察星云深空,偶尔看看行星,那么一台普消就可以满足你。而且有些精品普消性能往往要比所谓的Semi APO还要好(当然价格也更高)。如果你想看行星,碰巧家里也有空间,那么可以买一款慢焦比的普消,比如D&G的一款(非包的品牌)。但是如果你又想便携(快焦比),又想目视和摄影都能胜任,那么必须要考虑一款高品质的APO了,无解。
最后,为什么这里我没有加入反射镜?比如牛反或者卡式镜,因为它们的结构不存在色差这个问题(理论上)。但是有些施卡和马卡可能会轻微有一些色差问题,这个我们以后再讲。
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