Aberration, i optiske systemer, såsom linser og buede spejle, afvigelsen af lysstråler gennem linser, hvilket får billeder af genstande til at blive sløret. I et ideelt system vil hvert punkt på objektet fokusere på et punkt med nulstørrelse på billedet. Praktisk set har hvert billedpunkt imidlertid et volumen af endelig størrelse og usymmetrisk form, hvilket medfører en vis sløring af hele billedet. I modsætning til et plane spejl, der giver billeder fri for afvigelser, er en linse en ufuldkommen billedproducent, der bliver ideel kun til stråler, der passerer gennem dens centrum parallelt med den optiske akse (en linje gennem midten, vinkelret på linsefladerne). Ligningerne, der er udviklet til objekt-billedforhold i en linse med sfæriske overflader, er kun omtrentlige og omhandler kun paraksiale stråler - dvs. stråler, der kun skaber små vinkler med den optiske akse. Når der kun er lys med kun en enkelt bølgelængde, er der fem afvigelser, der skal overvejes, kaldet sfærisk aberration, koma, astigmatisme, krumning af felt og forvrængning. En sjette afvigelse, der findes i linser (men ikke spejle) - navnlig kromatisk afvigelse - resulterer, når lyset ikke er monokromatisk (ikke med en bølgelængde).
optik: Objektioner i linse
Hvis en linse var perfekt, og objektet var et enkelt punkt med monokromatisk lys, ville lysbølgen, som nævnt ovenfor, komme ud fra
Ved sfærisk afvigelse mødes ikke alle lysstråler fra et punkt på den optiske akse af en linse med sfæriske overflader på det samme billedpunkt. Stråler, der passerer gennem linsen tæt på dets centrum, fokuseres længere væk end stråler, der passerer gennem en cirkulær zone nær dens rand. For hver kegle af stråler fra et aksialt objektpunkt, der møder linsen, er der en kegle af stråler, der konvergerer til dannelse af et billedpunkt, idet keglen er forskellig i længde afhængigt af diameteren af den cirkulære zone. Uanset hvor et plan vinkelret på den optiske akse laves for at skære en kegle, vil strålene danne et cirkulært tværsnit. Tværsnitets område varierer med afstanden langs den optiske akse, den mindste størrelse kendt som cirklen med mindst forvirring. Det billede, der er mest frit for sfærisk afvigelse, findes i denne afstand.
Koma, såkaldt fordi et punktbillede er sløret til en kometform, produceres, når stråler fra et objektpunkt fra off-aksen afbildes af forskellige zoner i linsen. I sfærisk afvigelse er billederne af et objekt på aksen, der falder på et plan vinkelret på den optiske akse, cirkulære i form, af forskellig størrelse og overlejret omkring et fælles centrum; i koma er billederne af et objektpunkt fra off-aksen cirkulære i form, af forskellig størrelse, men forskudt i forhold til hinanden. Det ledsagende diagram viser et overdrevet tilfælde af to billeder, den ene stammer fra en central kegle af stråler og den anden fra en kegle, der passerer gennem kanten. Den sædvanlige måde at reducere koma på er at anvende en membran for at eliminere de ydre kegler af stråler.
Astigmatisme, i modsætning til sfærisk afvigelse og koma, er resultatet af, at en enkelt zone i en linse ikke fokuserer billedet af et off-aksepunkt på et enkelt punkt. Som vist i det tredimensionelle skema er de to plan i vinkel på hinanden, der passerer gennem den optiske akse, meridianplanet og det sagittale plan, idet meridianplanet er det, der indeholder off-aksens objektpunkt. Stråler ikke i meridianplanet, kaldet skæve stråler, er fokuseret længere væk fra linsen end dem, der ligger i planet. I begge tilfælde mødes strålerne ikke i et punktfokus, men som linier vinkelret på hinanden. Mellem disse to positioner er billederne elliptiske i form.
Krumning af felt og forvrængning henviser til placeringen af billedpunkter i forhold til hinanden. Selvom de tidligere tre afvigelser muligvis kan korrigeres ved design af en linse, kunne disse to afvigelser forblive. I feltkrumning vil billedet af et plant objekt vinkelret på den optiske akse ligge på en paraboloid overflade kaldet Petzval-overfladen (efter József Petzval, en ungarsk matematiker). Flade billedfelter er ønskelige ved fotografering for at matche filmplanet og projektionen, når det forstørrende papir eller projektionsskærmen ligger på en plan overflade. Forvrængning refererer til deformation af et billede. Der er to slags forvrængning, som begge kan være til stede i en linse: tønde-forvrængning, hvor forstørrelsen aftager med afstanden fra aksen, og pincushion-forvrængning, hvor forstørrelsen stiger med afstanden fra aksen.
Den sidste afvigelse, kromatisk afvigelse, er manglen på en linse med at fokusere alle farver i det samme plan. Da brydningsindekset mindst er i den røde ende af spektret, vil brændvidden for en linse i luften være større for rød og grøn end for blå og violet. Forstørrelse påvirkes af kromatisk afvigelse, idet den er forskellig langs den optiske akse og vinkelret på den. Den første kaldes langsgående kromatisk afvigelse, og den anden, lateral kromatisk afvigelse.
