光学望远镜按照光路原理分为三大类：
1. 折射望远镜：
这是使用透镜作为物镜的望远镜。伽利略望远镜和开普勒望远镜是折射望远镜的两个主要分支。伽利略望远镜采用凹透镜作为目镜，而开普勒望远镜则使用凸透镜作为目镜。由于单透镜物镜存在色差和球差等问题，现代折射望远镜通常采用两块或两块以上的透镜组合来构建物镜，其中双透镜物镜应用最为广泛。
2. 反射望远镜：
反射望远镜使用凹面反射镜作为物镜。牛顿望远镜和卡塞格林望远镜是反射望远镜的常见类型。反射望远镜的主要优势在于它们不会产生色差。当物镜采用抛物面设计时，还可以消除球差。然而，为了减少其他像差的影响，这种望远镜通常需要牺牲视场大小。
3. 折反射望远镜：
折反射望远镜结合了球面反射镜和用于校正像差的折射元件。这种设计既避免了制造大型非球面镜体的困难，又能获得优秀的像质。施密特望远镜是这类望远镜中比较著名的例子，它在球面反射镜的球心位置放置一块施密特校正板，该板一面是平面，另一面是轻度变形的非球面，能够适当地会聚中心光束并发散边缘光束，以此来校正球差和彗差。马克苏托夫望远镜是另一种折反射望远镜。
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