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光线在通过镜片后会发生折射。不同颜色（波长）光线的折射率有所差异，这就导致平行光线通过镜片后很难汇聚在一点，使成像画面也有了色像差。
这里主要说的是轴向色差/lca。
绝大多数镜片都是对短波（蓝色）的折射率更大。包括萤石镜片在内的绝大多数低色散镜片，也只能做到缩小不同波长光线的折射率差异。
而“衍射镜片”（也称作“菲涅尔透镜”）则与绝大多数镜片刚好相反，它对长波（红色）的折射率更大。将它与普通镜片组合在一起，不仅可以通过“负负得正”的方法抵消色像差，还能有效缩短镜片间距，兼顾小型化与轻量化。
普通的衍射镜片会产生更多杂光与眩光，多用于幻灯机、放大镜等对精度要求不高或入射光波长较为集中的设备。临近2023年，佳能提出了“多层衍射光学元件”，让绝大多数入射光都能用于成像，减少了光线损失与眩光*，这才让衍射镜片可以应用在镜头设计中（而且佳能的“多层衍射光学元件”还兼具了非球面镜片的功能，可以校正球面像差和其他像差）。
2023年9月6日，佳能展示了首款具有“多层衍射光学元件”（“do”是diffractive optical的缩写，而diffractive就是衍射）的镜头ef400mm f/4 do is usm。4年后，尼康在推出coolpix 8400便携相机时提供了选购配件的tc-e3pf增距镜，通过菲涅尔透镜（“pf”是phase fresnel的缩写，原理与佳能do基本相同）实现了小型化。
到目前为止，佳能共推出了5款do镜头，包括：ef400mm f/4 do is usm、ef70-300mm f/4.5-5.6 do is usm、ef400mm f/4 do is ii usm、rf600mm f11 is stm和rf800mm f11 is stm。其中ef400mm f/4 do is usm相比没有采用do镜片的设计原型短了约26%、轻了约36%。
2023年9月，佳能在canon expo上展示了应用do和br镜片的600mm f4镜头，比当时在售的600mm f4镜头短了很多。
尼康在2023年1月推出了采用pf镜片的可交换镜头af-s 尼克尔 300mm f/4e pf ed vr，相比之前的af-s尼克尔300mm f/4d if-ed短了约75mm、轻了约545g（并且增加了is防抖）。之后，尼康又推出了af-s 500mm f/5.6e pf ed vr、z 800mm f/6.3 vr s和z 600mm f/6.3 vr s。
除佳能、尼康外，目前还没有其他品牌推出具有类似技术的镜头。尽管两家厂商都已通过材料、工艺改进尽可能减少了do/pf镜片的炫光，但在逆光或画面中存在高亮度点光源时，应用do/pf镜片的镜头依然会有比普通镜头稍明显的炫光。通常认为此类镜头更适合自然光线下的拍摄，是生态摄影的好帮手。
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