由于色散物镜轴向色散与波长间的非线性会导致仪器整体性能下降，本文研究了光学系统轴向色散与透镜组之间的关系，推导了轴向色散的传递公式。为得到较大的线性轴向色散，根据轴向色散的传递公式提出了一种正负透镜组均采用线性色散光焦度组合且正负透镜组分离的镜头结构。光学优化设计表明，具有正负透镜分离结构的色散物镜可以得到低的球差和大的轴向色散，而且具有较大的工作距离。设计的色散物镜在４３０～７１０ｎｍ得到了１ｍｍ的轴向色散，轴向色散与波长之间的相对非线性度为４．６％，灵敏度的波动量小于整体的１／３，优于之前的研究。采用所设计的色散物镜，光谱共焦显微镜能够得到优于０．３μｍ的轴向分辨率和优于５μｍ的横向分辨率，满足精密测量的需求。
