由于色散物鏡軸向色散與波長(zhǎng)間的非線性會(huì)導(dǎo)致儀器整體性能下降，本文研究了光學(xué)系統(tǒng)軸向色散與透鏡組之間的關(guān)系，推導(dǎo)了軸向色散的傳遞公式。為得到較大的線性軸向色散，根據(jù)軸向色散的傳遞公式提出了一種正負(fù)透鏡組均采用線性色散光焦度組合且正負(fù)透鏡組分離的鏡頭結(jié)構(gòu)。光學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)表明，具有正負(fù)透鏡分離結(jié)構(gòu)的色散物鏡可以得到低的球差和大的軸向色散，而且具有較大的工作距離。設(shè)計(jì)的色散物鏡在４３０～７１０ｎｍ得到了１ｍｍ的軸向色散，軸向色散與波長(zhǎng)之間的相對(duì)非線性度為４．６％，靈敏度的波動(dòng)量小于整體的１／３，優(yōu)于之前的研究。采用所設(shè)計(jì)的色散物鏡，光譜共焦顯微鏡能夠得到優(yōu)于０．３μｍ的軸向分辨率和優(yōu)于５μｍ的橫向分辨率，滿足精密測(cè)量的需求。
