Ống kính thủy tinh hình cầu có độ chính xác cao bằng cách đúc

Lợi ích đáng chú ý nhất của thấu kính phi cầu là khả năng điều chỉnh quang sai hình cầu, một hiệu ứng quang học khiến các tia sáng tới hội tụ tại các điểm khác nhau khi tạo thành hình ảnh, tạo ra hiện tượng mờ. Quang sai hình cầu thường thấy ở các thấu kính hình cầu, chẳng hạn như các dạng thấu kính phẳng-lồi hoặc lồi kép, nhưng thấu kính phi cầu tập trung ánh sáng đến một điểm nhỏ, tạo ra tương đối không bị mờ và cải thiện chất lượng hình ảnh. Quang sai hình cầu vốn có trong hình dạng cơ bản của bề mặt hình cầu và không phụ thuộc vào lỗi căn chỉnh hoặc lỗi sản xuất; nói cách khác, một thấu kính hình cầu được thiết kế và sản xuất hoàn hảo vẫn sẽ biểu hiện quang sai cầu. Một thấu kính phi cầu có thể được thiết kế để giảm thiểu quang sai bằng cách điều chỉnh hằng số hình nón và hệ số phi cầu của bề mặt cong của thấu kính. Hình 1 cho thấy một thấu kính hình cầu có quang sai cầu đáng kể so với một thấu kính phi cầu thực tế không có quang sai cầu.

Đúc thủy tinh chính xác là một kỹ thuật sản xuất trong đó lõi thủy tinh quang học được nung nóng đến nhiệt độ cao cho đến khi bề mặt trở nên đủ dẻo để được ép thành khuôn hình cầu (xem Hình 4). Sau khi lõi nguội đến nhiệt độ phòng, thấu kính thu được sẽ duy trì hình dạng của khuôn. Việc tạo khuôn có chi phí khởi động ban đầu cao vì khuôn phải được làm chính xác từ vật liệu rất bền có thể duy trì bề mặt nhẵn, trong khi hình dạng khuôn cần phải tính đến bất kỳ sự co rút nào của kính để mang lại hình dạng cầu như mong muốn. Tuy nhiên, sau khi hoàn thiện khuôn, chi phí gia tăng cho mỗi thấu kính sẽ thấp hơn so với kỹ thuật sản xuất tiêu chuẩn dành cho thấu kính phi cầu, khiến kỹ thuật này trở thành một lựa chọn tuyệt vời để sản xuất số lượng lớn.