ในปี ค.ศ. 1655 วิลเลียม เดอ โบเรล นักการทูตชาวดัตช์ พยายามไขปริศนาว่าใครเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ เขาจึงขอให้ผู้พิพากษาท้องถิ่นในเมืองมิดเดลเบิร์กสืบหาข้อมูลจากความทรงจำในวัยเด็กและวัยผู้ใหญ่ตอนต้นของโบเรลเกี่ยวกับช่างทำแว่นตาชื่อ "ฮันส์" ซึ่งเขาจำได้ว่าเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ ต่อมาผู้พิพากษาได้รับการติดต่อจากผู้เรียกร้องที่ไม่เป็นที่รู้จักในขณะนั้น คือ โยฮันเนส ซาคาริอัสเซน ช่างทำแว่นตาจากมิดเดลเบิร์ก ซึ่งให้การว่าบิดาของเขาซาคาริอัส แยนส์เซนเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1590 คำให้การนี้ดูน่าเชื่อถือสำหรับโบเรล ซึ่งตอนนี้เขานึกขึ้นได้ว่าซาคาริอัสและบิดาของเขา ฮันส์ มาร์เทนส์ ต้องเป็นบุคคลที่เขาจำได้^{[ 17 ]}ข้อสรุปของโบเรลที่ว่าซาคาริอัส แยนส์เซนประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ก่อนฮันส์ ลิปเปอร์เชย์ ผู้ผลิตแว่นตาอีกคนหนึ่งเล็กน้อย ได้รับการยอมรับโดยปิแอร์ โบเรลในหนังสือDe vero telescopii inventoreของ เขาในปี 1656 ^{[ 18 ] [ 19 ]}ความไม่สอดคล้องกันในการตรวจสอบของโบเรลและคำให้การของซาคาริอัสเซน (รวมถึงการที่ซาคาริอัสเซนบิดเบือนวันเกิดและบทบาทของเขาในการประดิษฐ์) ทำให้บางนักประวัติศาสตร์พิจารณาว่าข้ออ้างนี้ไม่น่าเชื่อถือ^{[ 20 ]}ข้ออ้างเรื่อง "Janssen" จะยังคงดำเนินต่อไปเรื่อยๆ และมีการเพิ่มเติมโดยZacharias Snijderในปี 1841 ที่นำเสนอท่อเหล็ก 4 ท่อที่มีเลนส์อยู่ภายใน ซึ่งอ้างว่าเป็นตัวอย่างกล้องโทรทรรศน์ของ Janssen จำนวน 1590 ตัว^{[ 16 ]}และข้ออ้างของนักประวัติศาสตร์Cornelis de Waardในปี 1906 ที่ว่าชายที่พยายามขายกล้องโทรทรรศน์ที่ชำรุดให้กับนักดาราศาสตร์Simon MariusในงานFrankfurt Book Fair ปี 1608 ต้องเป็น Janssen แน่นอน^{[ 21 ]}

ในปี ค.ศ. 1682 ^{[ 22 ]}บันทึกการประชุมของราชสมาคมแห่งลอนดอนโรเบิร์ต ฮุกได้บันทึกถึงหนังสือ Pantometriaของโทมัส ดิกเกส ในปี ค.ศ. 1571 (หนังสือเกี่ยวกับการวัด ซึ่งอิงจาก บันทึกและการสังเกตของ เลียวนาร์ด ดิกเกส บิดาของเขาบางส่วน ) ซึ่งดูเหมือนจะสนับสนุนการอ้างสิทธิ์ของอังกฤษในการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ โดยอธิบายว่าเลียวนาร์ดมีกล้องส่องทางไกลที่ดีในช่วงกลางทศวรรษ ค.ศ. 1500 โดยอิงจากแนวคิดของโรเจอร์ เบคอน^{[ 23 ] [ 24 ]}โทมัสอธิบายว่า " ด้วยกล้องส่องทางไกลแบบสัดส่วนที่ตั้งอยู่ในมุมที่เหมาะสม ไม่เพียงแต่ค้นพบสิ่งต่างๆ ที่อยู่ไกลออกไป อ่านตัวอักษร นับเหรียญพร้อมทั้งข้อความและคำจารึกบนเหรียญ ซึ่งเพื่อนของเขาบางคนโยนลงบนเนินเขาในทุ่งโล่ง แต่ยังสามารถบอกได้ว่าเกิดอะไรขึ้นในสถานที่ส่วนตัวในระยะ 7 ไมล์ " ความคิดเห็นเกี่ยวกับการใช้กล้องส่องทางไกลแบบสัดส่วนหรือ "กล้องส่องทางไกลแบบทัศนียภาพ" ยังปรากฏอยู่ในงานเขียนของจอห์น ดี (ค.ศ. 1575) และ วิลเลียม บอร์น (ค.ศ. 1585) ^{[ 25 ]}ในปี ค.ศ. 1580 บอร์นได้รับคำขอให้ตรวจสอบอุปกรณ์ของดิกส์โดยลอร์ด เบิร์กลีย์ ที่ปรึกษาหลักของสมเด็จพระราชินีนาถเอลิซาเบธที่ 1คำอธิบายของบอร์นนั้นดีที่สุด และจากงานเขียนของเขาดูเหมือนว่าอุปกรณ์นี้ประกอบด้วยการมองเข้าไปในกระจกโค้งขนาดใหญ่ที่สะท้อนภาพที่สร้างขึ้นโดยเลนส์ขนาดใหญ่^{[ 26 ]}แนวคิดเรื่อง "กล้องโทรทรรศน์สมัยเอลิซาเบธ" ได้รับการขยายความมาเรื่อย ๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา รวมถึงนักดาราศาสตร์และนักประวัติศาสตร์โคลิน โรแนนที่สรุปในช่วงทศวรรษที่ 1990 ว่ากล้องโทรทรรศน์ แบบสะท้อน/หักเหแสงนี้ สร้างขึ้นโดยเลียวนาร์ด ดิกส์ ระหว่างปี ค.ศ. 1540 ถึง 1559 ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}กล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อน "กลับด้าน" นี้คงจะใช้งานยาก มันต้องการกระจกและเลนส์ขนาดใหญ่มากในการทำงาน ผู้สังเกตการณ์ต้องยืนหันหลังเพื่อมองภาพกลับหัว และบอร์นตั้งข้อสังเกตว่ามันมีมุมมองที่แคบมาก ทำให้ไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ทางทหาร^{[ 26 ]}ประสิทธิภาพทางแสงที่จำเป็นในการมองเห็นรายละเอียดของเหรียญที่วางอยู่ตามทุ่งนา หรือกิจกรรมส่วนตัวที่อยู่ห่างออกไปเจ็ดไมล์ ดูเหมือนจะเกินกว่าเทคโนโลยีในสมัยนั้น^{[ 30 ]}และอาจเป็นไปได้ว่า "แว่นตาแบบเปอร์สเปคทีฟ" ที่กล่าวถึงนั้นเป็นแนวคิดที่เรียบง่ายกว่ามาก ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากเบคอน โดยใช้เลนส์เดี่ยวที่ถือไว้หน้าดวงตาเพื่อขยายภาพที่อยู่ไกลออกไป^{[ 31 ]}

เอกสารวิจัยปี 1959 โดย Simon de Guilleuma อ้างว่าหลักฐานที่เขาค้นพบชี้ไปที่Juan Roget ผู้ผลิตแว่นตาที่เกิดในฝรั่งเศส (เสียชีวิตก่อนปี 1624) ในฐานะผู้สร้างกล้องโทรทรรศน์ยุคแรกอีกรายหนึ่งที่มาก่อนการยื่นขอจดสิทธิบัตรของ Hans Lippershey ^{[ 32 ]}

ในปี 2022 ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ชาวอิตาลี Alessandro Bettini ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่Leonardo da Vinciอาจประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์^{[ 33 ]}โดยอ้างอิงจากการสังเกตในปี 1939 ของ Domenico Argentieri เกี่ยวกับสิ่งที่ดูเหมือนเลนส์ที่จัดเรียงเหมือนกล้องโทรทรรศน์ในภาพวาดของ da Vinci Bettini ได้นำการจัดเรียงเลนส์ของ Argentieri มาซ้อนทับกับภาพวาดรังสีที่กระจายออกไปที่อยู่ติดกัน ทำให้ได้การจัดเรียงที่ดูเหมือนกล้องโทรทรรศน์เช่นกัน Bettini ยังได้บันทึกงานเขียนของนักวิชาการและศาสตราจารย์ชาวอิตาลีGirolamo Fracastoroในปี 1538 เกี่ยวกับการรวมเลนส์ในแว่นตาเพื่อให้ "ดวงจันทร์หรือดาวดวงอื่น" "อยู่ใกล้มากจนไม่สูงไปกว่าหอคอย" ^{[ 33 ]}

การยื่นขอสิทธิบัตรของลิปเปอร์ชีย์ถูกกล่าวถึงในตอนท้ายของรายงานทางการทูตเกี่ยวกับคณะทูตจากราชอาณาจักรสยามที่ส่งไปยังฮอลแลนด์โดยพระเจ้าเอกโฆษฏโรจน์ แห่งสยาม : Ambassades du Roy de Siam envoyé à l'Excellence du Prince Maurice, arrivé à La Haye le 10 Septemb. 1608 ( คณะทูตของพระมหากษัตริย์สยามที่ส่งไปยังเจ้าชายมอริซผู้เป็นเอกอัครราชทูต ได้เดินทางมาถึงกรุงเฮกในวันที่ 10 กันยายน ค.ศ. 1608 ) รายงานฉบับนี้เผยแพร่ในเดือนตุลาคม ค.ศ. 1608 และแจกจ่ายไปทั่วยุโรป นำไปสู่การทดลองของนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เช่นเปาโล ซาร์ปี ชาวอิตาลี ซึ่งได้รับรายงานในเดือนพฤศจิกายน และโทมัส แฮร์ริออต นักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ซึ่งใช้กล้องโทรทรรศน์กำลังขยาย 6 เท่าในช่วงฤดูร้อนปี ค.ศ. 1609 เพื่อสังเกตลักษณะต่างๆ บนดวงจันทร์^{[ 35 ]}

กาลิเลโอ กาลิเลอีนักปราชญ์ชาวอิตาลีอยู่ในเวนิสในเดือนมิถุนายน ค.ศ. 1609 ^{[ 36 ]}และได้ยินเกี่ยวกับ "กล้องส่องทางไกลแบบดัตช์" ซึ่งเป็นกล้องส่องทางไกล ทางทหาร [ ^{37 ]}โดยใช้กล้องส่องทางไกลนี้ทำให้วัตถุที่อยู่ไกลดูใกล้และใหญ่ขึ้น กาลิเลโอระบุว่าเขาแก้ปัญหาการสร้างกล้องโทรทรรศน์ได้ในคืนแรกหลังจากกลับจากเวนิสไปยัง^ปาดัวและสร้างกล้องโทรทรรศน์ตัวแรกในวันรุ่งขึ้นโดยใช้เลนส์นูนที่ปลายด้านหนึ่งของท่อตะกั่วและเลนส์เว้าที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ซึ่งการจัดเรียงนี้ต่อมาเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์แบบกาลิเลโอ [ ^{38 ] ไม่}กี่วันต่อมา หลังจากที่เขาสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่ดีกว่าตัวแรกได้ เขาก็นำมันไปยังเวนิส ซึ่งเขาได้แจ้งรายละเอียดของสิ่งประดิษฐ์ของเขาต่อสาธารณชนและนำเสนอเครื่องมือดังกล่าวแก่ดอจเลโอนาร์โด โดนาโตซึ่งกำลังนั่งอยู่ในสภาเต็มคณะวุฒิสภาจึงตอบแทนด้วยการแต่งตั้งเขาเป็นอาจารย์ประจำที่ปาดัวตลอดชีวิตและเพิ่มเงินเดือนเป็นสองเท่า^{[ 39 ]}

ในปี ค.ศ. 1610 กาลิเลโอ กาลิเลอีสังเกตเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ว่าดาวศุกร์แสดงปรากฏการณ์ข้างขึ้นข้างแรมแม้ว่าจะยังอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ในท้องฟ้าของโลก (ภาพแรก) สิ่งนี้พิสูจน์ได้ว่า ดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ไม่ใช่โลก ดังที่ แบบจำลองสุริยจักรวาลของโคเปอร์นิคัสทำนายไว้ และยังหักล้าง แบบจำลองโลกศูนย์กลางที่ใช้กันในขณะนั้น(ภาพที่สอง)

กาลิเลโอตั้งใจที่จะปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์ โดยผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายเพิ่มขึ้น กล้องโทรทรรศน์ตัวแรกของเขามีกำลังขยาย 3 เท่า แต่ในไม่ช้าเขาก็สร้างเครื่องมือที่มีกำลังขยาย 8 เท่า และในที่สุดก็สร้างเครื่องมือที่มีความยาวเกือบหนึ่งเมตรพร้อมเลนส์วัตถุขนาด 37 มม. (ซึ่งเขาสามารถปรับรูรับแสงให้แคบลงเหลือ 16 มม. หรือ 12 มม.) และกำลังขยาย 23 เท่า^{[ 40 ]}ด้วยเครื่องมือชิ้นสุดท้ายนี้ เขาเริ่มทำการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์หลายชุดในเดือนตุลาคมหรือพฤศจิกายน ค.ศ. 1609 โดยสังเกตดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีเนินเขาและหุบเขาบนดวงจันทร์เฟสของดาวศุกร์^{[ 41 ]}และจุดบนดวงอาทิตย์ (โดยใช้วิธีการฉายภาพแทนการสังเกตโดยตรง) กาลิเลโอตั้งข้อสังเกตว่าการโคจรของดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี เฟสของดาวศุกร์ การหมุนของดวงอาทิตย์ และเส้นทางเอียงที่จุดบนดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ตามในช่วงหนึ่งของปี ชี้ให้เห็นถึงความถูกต้องของ ระบบโคเปอร์นิคัสที่ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางเหนือระบบอื่นๆ ที่โลกเป็นศูนย์กลางเช่น ระบบที่เสนอโดยปโตเลมี

เครื่องมือของกาลิเลโอเป็นเครื่องแรกที่ได้รับชื่อว่า "กล้องโทรทรรศน์" ชื่อนี้ถูกคิดค้นโดยกวี/นักเทววิทยาชาวกรีกGiovanni Demisianiในงานเลี้ยงที่จัดขึ้นเมื่อวันที่ 14 เมษายน ค.ศ. 1611 โดยเจ้าชายFederico Cesiเพื่อแต่งตั้งกาลิเลโอ กาลิเลอีเป็นสมาชิกของAccademia dei Lincei [ ^{42 ] คำ}นี้สร้างขึ้นจากภาษากรีกtele = 'ไกล' และskopein = 'มองหรือเห็น'; teleskopos = 'มองเห็นได้ไกล'

ในปี ค.ศ. 1626 ความรู้เกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ได้แพร่กระจายไปยังประเทศจีน เมื่อนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันนิกายเยซูอิต โยฮันน์ อดัม ชาลล์ ฟอน เบลล์ได้ตีพิมพ์หนังสือหยวนจิงซั่ว (遠鏡說, คำอธิบายเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ ) เป็นภาษาจีนและภาษาละติน^{[ 43 ]}

โยฮันเนส เคปเลอร์เป็นคนแรกที่อธิบายทฤษฎีและข้อดีในทางปฏิบัติบางประการของกล้องโทรทรรศน์ที่สร้างจากเลนส์นูนสองอันในหนังสือ Catoptrics ของเขา (ค.ศ. 1611) บุคคลแรกที่สร้างกล้องโทรทรรศน์ในรูปแบบนี้คือ คริสตอฟ ไชเนอร์ นักบวชเยซูอิต ซึ่งได้บรรยายถึงกล้องโทรทรรศน์นี้ไว้ในหนังสือRosa Ursina ของเขา (ค.ศ. 1630) ^{[ 14 ]}

วิลเลียม แกสคอยน์เป็นคนแรกที่ได้ประโยชน์หลักจากรูปแบบของกล้องโทรทรรศน์ที่เคปเลอร์เสนอแนะ นั่นคือ สามารถวางวัตถุขนาดเล็กไว้ที่ระนาบโฟกัส ร่วม ของเลนส์วัตถุและเลนส์ใกล้ตาได้ ซึ่งนำไปสู่การประดิษฐ์ไมโครมิเตอร์ ของเขา และการประยุกต์ใช้กล้องโทรทรรศน์กับเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่มีความแม่นยำสูง กล้องโทรทรรศน์ของเคปเลอร์เริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในช่วงกลางศตวรรษที่ 17 ไม่ใช่เพราะข้อดีที่แกสคอยน์ชี้ให้เห็น แต่เป็นเพราะขอบเขตการมองเห็น ของมัน กว้างกว่ากล้องโทรทรรศน์ของกา ลิ เลโอ มาก ^{[ 14 ]}

กล้องโทรทรรศน์ทรงพลังตัวแรกที่สร้างขึ้นตามแบบเคปเลอร์นั้นสร้างขึ้นโดยคริสเตียน ฮุยเกนส์หลังจากใช้ความพยายามอย่างมาก โดยมีพี่ชายของเขาช่วยเหลือ ด้วยกล้องโทรทรรศน์ตัวหนึ่งนี้ ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์วัตถุ2.24 นิ้ว (57 มม.)และความยาวโฟกัส12 ฟุต (3.7 ม.) ^{[ 44 ]}เขาได้ค้นพบดาวบริวารที่สว่างที่สุดของดาวเสาร์ ( ไททัน ) ในปี 1655 และในปี 1659 เขาได้ตีพิมพ์ " Systema Saturnium " ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ให้คำอธิบายที่แท้จริงเกี่ยวกับวงแหวน ของดาวเสาร์ โดยอิงจากการสังเกตการณ์ที่ทำด้วยเครื่องมือเดียวกัน^{[ 14 ]}   

กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงที่มีทางยาวโฟกัสยาว

ความคมชัดของภาพในกล้องโทรทรรศน์ของเคปเลอร์ถูกจำกัดด้วยความคลาดเคลื่อนของสีที่เกิดจากคุณสมบัติการหักเหที่ไม่สม่ำเสมอของเลนส์วัตถุ วิธีเดียวที่จะเอาชนะข้อจำกัดนี้ที่กำลังขยายสูงคือการสร้างเลนส์วัตถุที่มีความยาวโฟกัสยาวมากโจวันนี คาสสินีค้นพบ ดาวบริวารดวงที่ห้า ของดาวเสาร์ ( เรีย ) ในปี 1672 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ ที่มีความยาว 35 ฟุต (11 เมตร)นักดาราศาสตร์เช่นโยฮันเนส เฮเวลิอุสกำลังสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวโฟกัสยาวถึง150 ฟุต (46 เมตร)นอกจากจะมีท่อที่ยาวเป็นพิเศษแล้ว กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ยังต้องการโครงสร้างหรือเสายาวและเครนเพื่อยึดไว้ คุณค่าของมันในฐานะเครื่องมือวิจัยนั้นมีน้อยมาก เนื่องจากโครง "ท่อ" ของกล้องโทรทรรศน์จะงอและสั่นสะเทือนแม้เพียงลมพัดเบาๆ และบางครั้งก็พังลงมาทั้งหมด^{[ 45 ] [ 46 ]}  

กล้องโทรทัศน์ทางอากาศ

ในกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงที่ยาวมากบางรุ่นที่สร้างขึ้นหลังปี ค.ศ. 1675 นั้น ไม่ได้ใช้ท่อเลย เลนส์วัตถุถูกติดตั้งบนข้อต่อลูกบอลที่หมุนได้บนยอดเสา ต้นไม้ หรือโครงสร้างสูงใดๆ ที่หาได้ และเล็งโดยใช้เชือกหรือก้านเชื่อมต่อ เลนส์ใกล้ตาถูกถือด้วยมือหรือติดตั้งบนขาตั้งที่จุดโฟกัส และภาพถูกหาโดยการลองผิดลองถูก กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้จึงถูกเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ทางอากาศ^{[ 47 ]}และได้รับการกล่าวอ้างว่าเป็นผลงานของChristiaan HuygensและConstantijn Huygens Jr. น้องชายของเขา ^{[ 45 ] [ 48 ]}แม้ว่าจะไม่ชัดเจนว่าพวกเขาเป็นผู้คิดค้นหรือไม่^{[ 49 ]} Christiaan Huygens และน้องชายของเขาสร้างเลนส์วัตถุที่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด8.5 นิ้ว (220 มม.) ^{[ 44 ]}และ ความยาวโฟกัส 210 ฟุต (64 ม.)และคนอื่นๆ เช่นAdrien Auzoutสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวโฟกัสสูงสุด600 ฟุต (180 ม.)กล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวมากเช่นนี้ย่อมใช้งานยาก และต้องทดสอบทักษะและความอดทนของผู้สังเกตการณ์อย่างถึงที่สุด^{[ 38 ]}นักดาราศาสตร์คนอื่นๆ อีกหลายคนใช้กล้องโทรทรรศน์แบบแขวน Cassini ค้นพบดาวบริวารดวงที่สามและสี่ของดาวเสาร์ในปี 1684 ด้วยเลนส์กล้องโทรทรรศน์แบบแขวนที่สร้างโดยGiuseppe Campaniซึ่งมีความยาวโฟกัส100 และ 136 ฟุต (30 และ 41 ม.) ^{[ 14 ]}       

ความสามารถของกระจกโค้งในการสร้างภาพอาจเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่สมัยของยูคลิด^{[ 50 ]}และได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยอัลฮาเซนในศตวรรษที่ 11 กาลิเลโอ โจวันนี ฟรานเชสโก ซาเกรโดและคนอื่นๆ ได้รับแรงกระตุ้นจากความรู้ที่ว่ากระจกโค้งมีคุณสมบัติคล้ายกับเลนส์ จึงได้หารือเกี่ยวกับแนวคิดในการสร้างกล้องโทรทรรศน์โดยใช้กระจกเป็นวัตถุสร้างภาพ^{[ 51 ]} นิโคโล ซุค คี นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ชาวอิตาลีนิกายเยซูอิต เขียนไว้ในหนังสือ Optica philosophia ของเขา ในปี 1652 ว่าเขาได้ลองเปลี่ยนเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงด้วยกระจกเว้าบรอนซ์ในปี 1616 ซุคคีพยายามมองเข้าไปในกระจกด้วยเลนส์เว้าที่ถือด้วยมือ แต่ไม่ได้รับภาพที่น่าพอใจ อาจเป็นเพราะคุณภาพของกระจกไม่ดี มุมที่เอียง หรือความจริงที่ว่าศีรษะของเขาบังภาพบางส่วน^{[ 52 ]}

ในปี ค.ศ. 1636 มาริน เมอร์เซนน์เสนอกล้องโทรทรรศน์ที่ประกอบด้วยกระจกหลักรูปพาราโบลาและกระจกรองรูปพาราโบลาที่สะท้อนภาพผ่านรูในกระจกหลัก ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการมองเห็นภาพได้^{[ 53 ]}เจมส์ เกรกอรีได้อธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในหนังสือOptica Promota (ค.ศ. 1663) โดยชี้ให้เห็นว่ากล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงที่มีกระจกรูปทรงคล้ายส่วนหนึ่งของภาคตัดกรวยจะช่วยแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมและความคลาดเคลื่อนสีที่พบในกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงได้ การออกแบบที่เขาคิดค้นขึ้นนั้นใช้ชื่อของเขาว่า " กล้องโทรทรรศน์เกรกอเรียน " แต่ตามคำสารภาพของเขาเอง เกรกอรีไม่มีทักษะในทางปฏิบัติและเขาไม่สามารถหาช่างทำเลนส์ที่สามารถทำให้ความคิดของเขาเป็นจริงได้ และหลังจากความพยายามที่ไม่ประสบผลสำเร็จหลายครั้ง เขาก็ต้องละทิ้งความหวังที่จะนำกล้องโทรทรรศน์ของเขามาใช้งานจริง^{[ 14 ]}

ในปี ค.ศ. 1666 ไอแซค นิวตันจากทฤษฎีการหักเหและสีของเขา พบว่าข้อบกพร่องของกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงนั้นเกิดจากการหักเหของแสงสีต่างๆ ที่แตกต่างกันของเลนส์มากกว่ารูปทรงที่ไม่สมบูรณ์ของเลนส์ เขาสรุปว่าแสงไม่สามารถหักเหผ่านเลนส์ได้โดยไม่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนของสี แม้ว่าเขาจะสรุปอย่างไม่ถูกต้องจากการทดลองอย่างคร่าวๆ^{[ 55 ]}ว่า สารที่หักเหแสง ทั้งหมดจะทำให้สีของปริซึมเบี่ยงเบนไปในสัดส่วนคงที่ตามค่าเฉลี่ยของการหักเห จากการทดลองเหล่านี้ นิวตันสรุปว่าไม่สามารถปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงได้^{[ 56 ]}การทดลองของนิวตันกับกระจกแสดงให้เห็นว่ากระจกไม่ได้รับผลกระทบจากความคลาดเคลื่อนของสีเหมือนเลนส์ สำหรับแสงทุกสีมุมตกกระทบที่สะท้อนในกระจกจะเท่ากับมุมสะท้อนดังนั้นเพื่อเป็นการพิสูจน์ทฤษฎีของเขา นิวตันจึงเริ่มสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสง^{[ 57 ]}นิวตันสร้างกล้องโทรทรรศน์ตัวแรก เสร็จสมบูรณ์ ในปี 1668 และเป็นกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่ใช้งานได้จริงตัวแรกที่รู้จักกัน^{[ 58 ]} หลังจากการทดลองมากมาย เขาเลือกโลหะผสม ( โลหะสเปคูลัม ) ของดีบุกและทองแดงเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ กระจก วัตถุ ของเขา ต่อมาเขาได้คิดค้นวิธีการเจียรและขัดเงา แต่เลือกรูปทรงทรงกลมสำหรับกระจกของเขาแทนที่จะเป็นพาราโบลาเพื่อลดความซับซ้อนในการสร้าง เขาได้เพิ่มสิ่งที่ถือเป็นเอกลักษณ์ของการออกแบบ " กล้องโทรทรรศน์แบบนิวตัน " เข้าไปในกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงของเขา นั่นคือ กระจก "แนวทแยง" รองที่อยู่ใกล้จุดโฟกัสของกระจกหลักเพื่อสะท้อนภาพที่มุม 90° ไปยังเลนส์ ใกล้ตา ที่ติดตั้งอยู่ด้านข้างของกล้องโทรทรรศน์ การเพิ่มเติมที่เป็นเอกลักษณ์นี้ทำให้สามารถมองเห็นภาพได้โดยมีสิ่งกีดขวางกระจกวัตถุน้อยที่สุด เขายังสร้างท่อฐานยึดและอุปกรณ์ประกอบทั้งหมดด้วย กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงขนาดกะทัดรัดตัวแรกของนิวตันมีเส้นผ่านศูนย์กลางกระจก 1.3  นิ้วและอัตราส่วนโฟกัส f/5 ^{[ 59 ]}ด้วยกล้องโทรทรรศน์นี้ เขาพบว่าเขาสามารถมองเห็นดวงจันทร์กาลิเลียน ทั้งสี่ดวง ของ ดาว พฤหัสบดีและข้างขึ้นข้างแรมของดาวศุกร์ได้ ด้วยความสำเร็จนี้ เขาจึงสร้างกล้องโทรทรรศน์ตัวที่สองที่มีกำลังขยาย 38 เท่า ซึ่งเขาได้นำเสนอต่อราชสมาคมแห่งลอนดอนในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1671 ^{[ 14 ]}กล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้ยังคงเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ แบบ นิวตัน

กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบที่สาม คือ "กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบแคสเซเกรน " ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1672 โดยลอเรนต์ แคสเซเกรนกล้องโทรทรรศน์ชนิดนี้มี กระจกสะท้อนแสงรองรูปทรง ไฮเปอร์โบโลอิดนูน ขนาดเล็ก วางอยู่ใกล้จุดโฟกัสหลัก เพื่อสะท้อนแสงผ่านรูตรงกลางในกระจกหลัก

ดูเหมือนว่าจะไม่มีความก้าวหน้าในทางปฏิบัติเพิ่มเติมในการออกแบบหรือการสร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงอีกเป็นเวลา 50 ปี จนกระทั่งจอห์น แฮดลีย์ (ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในฐานะผู้ประดิษฐ์อ็อกแทนต์ ) ได้พัฒนาวิธีการสร้างกระจกสะท้อนแสงโลหะแบบแอสเฟอริกและพาราโบลา ที่มีความแม่นยำสูง ในปี 1721 เขาได้แสดงกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบนิวตันพาราโบลาตัวแรกให้แก่ราชสมาคม^{[ 60 ]}มันมีเส้นผ่านศูนย์กลาง6 นิ้ว (15 ซม.) 62 +กระจกสะท้อนแสงโลหะ แบบ สเปคูลัมที่มีความยาวโฟกัส 3/4 นิ้ว (159 ซม.)เครื่องมือนี้ได้รับการตรวจสอบโดยเจมส์ พาวนด์และเจมส์ แบรดลีย์ [ ^{61 ] หลังจาก}ที่พวกเขากล่าวว่ากล้องโทรทรรศน์ของนิวตันถูกละเลยมาเป็นเวลาห้าสิบปี พวกเขาระบุว่าแฮดลีย์ได้แสดงให้เห็นอย่างเพียงพอแล้วว่าสิ่งประดิษฐ์นี้ไม่ได้ประกอบด้วยทฤษฎีเพียงอย่างเดียว พวกเขาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของกล้องโทรทรรศน์นี้กับ กล้องโทรทรรศน์แบบเสาอากาศขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 7.5 นิ้ว (190 มม.)ซึ่งเดิมทีคอนสแตนติน ฮุยเกนส์ จูเนียร์ นำเสนอต่อราชสมาคม และพบว่ากล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงของแฮดลีย์ "จะรับประจุได้มากพอที่จะขยายวัตถุได้หลายเท่าเท่ากับกล้องโทรทรรศน์ที่มีประจุที่เหมาะสม" และมันแสดงวัตถุได้อย่างชัดเจน แม้ว่าจะไม่ชัดเจนและสว่างเท่าก็ตาม ^{[ 62 ]}  

แบรดลีย์และซามูเอล โมลินิวซ์ได้รับคำแนะนำจากแฮดลีย์เกี่ยวกับวิธีการขัดโลหะสเปคูลัม และประสบความสำเร็จในการผลิตกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงขนาดใหญ่ของตนเอง โดยกล้องโทรทรรศน์ตัวหนึ่งมีระยะโฟกัส8 ฟุต (2.4 เมตร)โมลินิวซ์ได้ถ่ายทอดวิธีการผลิตกระจกเหล่านี้ให้กับช่างทำเลนส์ชาวลอนดอนสองคน คือ สการ์เล็ตและเฮิร์น ซึ่งได้เริ่มต้นธุรกิจผลิตกล้องโทรทรรศน์^{[ 63 ]}  

เจมส์ ชอร์ตนักคณิตศาสตร์และช่างทำเลนส์ชาวอังกฤษเริ่มทดลองสร้างกล้องโทรทรรศน์ตามแบบของเกรกอรีในช่วงทศวรรษ 1730 เขาพยายามทำกระจกเงาจากแก้วก่อนตามที่เกรกอรีแนะนำ แต่ต่อมาเขาเปลี่ยนมาใช้กระจกเงาโลหะแบบสเปคูลัม สร้างกล้องโทรทรรศน์แบบเกรกอเรียนที่มี รูปทรง พาราโบลาและวงรี ตามแบบฉบับดั้งเดิม จากนั้นชอร์ตก็ยึดการทำกล้องโทรทรรศน์เป็นอาชีพ ซึ่งเขาทำครั้งแรกในเอดินบะระ และต่อมาในลอนดอน กล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดของชอร์ตมีรูปทรงแบบเกรกอเรียน ชอร์ตเสียชีวิตในลอนดอนในปี 1768 โดยร่ำรวยจากการขายกล้องโทรทรรศน์^{[ 64 ]}

เนื่องจากกระจกสะท้อนแสงหรือกระจกแนวทแยงที่ทำจากโลหะช่วยลดปริมาณแสงที่เข้าสู่เลนส์ใกล้ตาได้อย่างมาก นักออกแบบกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงหลายคนจึงพยายามกำจัดกระจกสะท้อนแสงเหล่านี้ ในปี ค.ศ. 1762 มิคาอิล โลโมโนซอฟได้นำเสนอกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงต่อหน้า ฟอรัมของ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซียกล้องโทรทรรศน์นี้มีกระจกหลักเอียงทำมุม 4 องศากับแกนของกล้องโทรทรรศน์ ทำให้สามารถมองเห็นภาพผ่านเลนส์ใกล้ตาที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าของท่อกล้องโทรทรรศน์ได้โดยที่ศีรษะของผู้สังเกตการณ์ไม่บังแสงที่เข้ามา นวัตกรรมนี้ไม่ได้ถูกตีพิมพ์จนกระทั่งปี ค.ศ. 1827 ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้จึงถูกเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์เฮอร์เชลตามการออกแบบที่คล้ายกันของวิลเลียม เฮอร์เชล^{[ 65 ]}

ประมาณปี 1774 วิลเลียม เฮอร์เชล (ซึ่งขณะนั้นเป็นครูสอนดนตรีในเมืองบาธประเทศอังกฤษ ) เริ่มใช้เวลาว่างในการสร้างกระจกสะท้อนแสงสำหรับกล้องโทรทรรศน์ และในที่สุดก็ทุ่มเทเวลาทั้งหมดให้กับการสร้างและการใช้งานกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ในการวิจัยทางดาราศาสตร์ ในปี 1778 เขาได้เลือกกล้องโทรทรรศน์ขนาด 6 มม.+กระจกสะท้อนแสง ขนาด1/4 นิ้ว (16 ซม.) (ซึ่งเป็นกระจกที่ดีที่สุดในบรรดากระจกกล้องโทรทรรศน์ประมาณ 400 บานที่เขาสร้างขึ้น) และใช้มันสร้าง กล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวโฟกัส 7 ฟุต (2.1 ม.)โดยใช้กล้องโทรทรรศน์นี้ เขาได้ทำการค้นพบทางดาราศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมในช่วงแรกๆ ^{[ 66 ]} ในปี 1783 เฮอร์เชลสร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่ มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 18 นิ้ว (46 ซม.) และความยาวโฟกัส 20 ฟุต (6.1 ม.)เขาใช้กล้องโทรทรรศน์นี้สังเกตท้องฟ้าเป็นเวลาประมาณยี่สิบปี โดยเปลี่ยนกระจกหลายครั้ง ในปี 1789 เฮอร์เชลสร้างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงที่ใหญ่ที่สุดของเขาเสร็จสมบูรณ์ โดยมีกระจกขนาด 49 นิ้ว (120 ซม.)และความยาวโฟกัส 40 ฟุต (12 ม.) (ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ 40 ฟุต ของเขา ) ที่บ้านใหม่ของเขาที่ Observatory Houseใน Sloughประเทศอังกฤษ เพื่อลดการสูญเสียแสงเนื่องจากกระจกสะท้อนแสงที่ไม่ดีของยุคนั้น เฮอร์เชลจึงตัดกระจกสะท้อนแสงแนวทแยงขนาดเล็กออกจากแบบของเขา และเอียงกระจกหลักเพื่อให้เขาสามารถมองเห็นภาพที่เกิดขึ้นได้โดยตรง การออกแบบนี้จึงถูกเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์เฮอร์ เชล เขาค้นพบดวงจันทร์ดวงที่หกของดาวเสาร์ที่รู้จัก กัน คือ เอนเซลาดัสในคืนแรกที่เขาใช้มัน (28 สิงหาคม 1789) และในวันที่ 17 กันยายน เขาค้นพบดวงจันทร์ดวงที่เจ็ดที่รู้จักกันคือ มิมาส กล้องโทรทรรศน์นี้เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเป็นเวลากว่า 50 ปี อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่นี้ยากต่อการใช้งาน จึงถูกใช้งานน้อยกว่ากล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงขนาด 18.7 นิ้วที่เขาชื่นชอบ        

ในปี ค.ศ. 1845 วิลเลียม พาร์สันส์ เอิร์ลแห่งรอสส์คนที่ 3ได้สร้าง กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบนิวตัน ขนาด 72 นิ้ว (180 ซม.)ที่ชื่อว่า " เลวีอาธานแห่งพาร์สันส์ทาวน์ " ซึ่งเขาใช้ค้นพบรูปทรงเกลียวของกาแล็กซี 

กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงขนาดใหญ่เหล่านี้ล้วนประสบปัญหาเรื่องการสะท้อนแสงที่ไม่ดีและการเกิดคราบหมองอย่างรวดเร็วของกระจกโลหะที่ใช้เป็นส่วนประกอบของกระจกสะท้อนแสง ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้กระจกมากกว่าหนึ่งบานต่อกล้องโทรทรรศน์หนึ่งตัว เนื่องจากต้องถอดกระจกออกมาขัดเงาบ่อยครั้ง กระบวนการนี้ใช้เวลานาน เพราะการขัดเงาอาจทำให้ความโค้งของกระจกเปลี่ยนไป ดังนั้นจึงมักต้อง " ปรับแต่ง " กระจกให้ได้รูปทรงที่ถูกต้อง

นับตั้งแต่มีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงเป็นครั้งแรก โดยทั่วไปเชื่อกันว่าความคลาดเคลื่อนของสีที่เห็นในเลนส์เกิดจากความคลาดเคลื่อนของรูปทรงทรงกลมของพื้นผิวเลนส์ นักทัศนศาสตร์พยายามสร้างเลนส์ที่มีรูปทรงความโค้งต่างกันเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนเหล่านี้^{[ 14 ]}ไอแซค นิวตัน ค้นพบในปี 1666 ว่าสีต่างๆ เกิดขึ้นจากการหักเหของแสงที่ไม่สม่ำเสมอเมื่อผ่านตัวกลางที่เป็นแก้ว สิ่งนี้ทำให้นักทัศนศาสตร์ทดลองกับเลนส์ที่สร้างจากแก้วมากกว่าหนึ่งชนิดเพื่อพยายามขจัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากแก้วแต่ละชนิด มีความหวังว่าสิ่งนี้จะสร้าง " เลนส์ไร้สี " ซึ่งเป็นเลนส์ที่จะรวมสีทั้งหมดไว้ที่จุดเดียว และสร้างเครื่องมือที่มีความยาวโฟกัสสั้นลงมาก

บุคคลแรกที่ประสบความสำเร็จในการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงไร้สีที่ใช้งานได้จริงคือเชสเตอร์ มัวร์ ฮอลล์จาก เอสเซ็กซ์ ประเทศอังกฤษเขาให้เหตุผลว่าของเหลวในดวงตาของมนุษย์ที่แตกต่างกันจะหักเหรังสีของแสงเพื่อสร้างภาพบนเรตินาซึ่งปราศจากสี และเขาให้เหตุผลอย่างสมเหตุสมผลว่าอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างผลลัพธ์ที่คล้ายกันโดยการรวมเลนส์ที่ประกอบด้วยตัวกลางการหักเหที่แตกต่างกัน หลังจากใช้เวลาศึกษาค้นคว้ามาระยะหนึ่ง เขาพบว่าโดยการรวมเลนส์สองชิ้นที่ทำจากแก้วชนิดต่างกัน เขาสามารถสร้างเลนส์ไร้สีได้ ซึ่งผลกระทบของการหักเหที่ไม่เท่ากันของแสงสองสี (แดงและน้ำเงิน) ได้รับการแก้ไข ในปี 1733 เขาประสบความสำเร็จในการสร้างเลนส์กล้องโทรทัศน์ที่แสดงให้เห็นถึงความคลาดเคลื่อนของสี ที่ลดลงอย่างมาก เครื่องมือชิ้นหนึ่งของเขามีเลนส์วัตถุที่มีขนาด2+1/2 นิ้ว (6.4 ซม.)โดยมีระยะโฟกัสค่อนข้างสั้นที่ ²⁰นิ้ว (51 ซม . ) [ ^{64 ]}  

ฮอลล์เป็นชายผู้มีฐานะร่ำรวยและดูเหมือนจะไม่สนใจชื่อเสียง อย่างน้อยเขาก็ไม่ได้พยายามเผยแพร่สิ่งประดิษฐ์ของเขาสู่โลกภายนอก ในการพิจารณาคดีที่เวสต์มินสเตอร์ฮอลล์เกี่ยวกับสิทธิบัตรที่มอบให้แก่จอห์น ดอลลอนด์ (Watkin v. Dollond) ฮอลล์ได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์แบบไร้สีเป็นคนแรก อย่างไรก็ตามลอร์ดแมนส์ฟิลด์ ได้ตัดสิน ว่า "ไม่ใช่คนที่เก็บสิ่งประดิษฐ์ของตนไว้ในห้องทดลองของเขาที่จะได้รับผลประโยชน์จากสิ่งประดิษฐ์นั้น แต่เป็นคนที่นำมันออกมาเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ" ^{[ 64 ]}

ในปี ค.ศ. 1747 เลออนฮาร์ด ออยเลอร์ได้ส่งบทความไปยังสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งปรัสเซียซึ่งเขาพยายามพิสูจน์ความเป็นไปได้ในการแก้ไขทั้งความคลาดเคลื่อนสีและความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์ เช่นเดียวกับเกรกอรีและฮอลล์ เขาโต้แย้งว่าเนื่องจากของเหลวต่างๆ ในดวงตาของมนุษย์ถูกผสมกันจนทำให้เกิดภาพที่สมบูรณ์แบบ จึงน่าจะสามารถสร้างเลนส์วัตถุ ของกล้องโทรทรรศน์ที่สมบูรณ์แบบได้โดยการผสมผสานเลนส์ที่มีตัวกลางการหักเหแสงต่างกันอย่างเหมาะสม โดยใช้กฎสมมติฐานของการกระจายแสงสีต่างๆ เขาได้พิสูจน์ความเป็นไปได้ในการสร้างเลนส์วัตถุที่ไม่คลาดเคลื่อนสีซึ่งประกอบด้วยเลนส์แก้วและน้ำ^{[ 64 ]}

ความพยายามทั้งหมดของออยเลอร์ในการสร้างวัตถุประสงค์ที่แท้จริงของโครงสร้างนี้ล้วนไร้ผล—ซึ่งเขาอ้างว่าความล้มเหลวนี้เกิดจากความยากลำบากในการจัดหาเลนส์ที่ทำงานได้ตรงตามเส้นโค้งที่ต้องการ^{[ 67 ]}จอห์น ดอลลอนด์เห็นด้วยกับความถูกต้องของการวิเคราะห์ของออยเลอร์ แต่โต้แย้งสมมติฐานของเขาโดยอ้างว่าเป็นเพียงสมมติฐานทางทฤษฎีเท่านั้น: ทฤษฎีนี้ขัดแย้งกับผลการทดลอง ของนิวตัน เกี่ยวกับการหักเหของแสง และเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดกฎทางฟิสิกส์จากการใช้เหตุผลเชิงวิเคราะห์เพียงอย่างเดียว^{[ 64 ] [ 68 ]}

ในปี ค.ศ. 1754 ออยเลอร์ได้ส่งเอกสารเพิ่มเติมไปยังสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเบอร์ลิน โดยเริ่มต้นจากสมมติฐานที่ว่าแสงประกอบด้วยการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในของเหลวที่มีความยืดหยุ่นโดยวัตถุเรืองแสง และความแตกต่างของสีของแสงเกิดจากความถี่ ที่มากหรือน้อยกว่า ของการสั่นสะเทือนเหล่านี้ในช่วงเวลาที่กำหนด เขาสรุปผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ของเขา เขาไม่ได้สงสัยในความถูกต้องของการทดลองของนิวตันที่ดอลลอนด์อ้างถึง^{[ 64 ]}

ดอลลอนด์ไม่ได้ตอบกลับเรื่องนี้ แต่ไม่นานหลังจากนั้นเขาก็ได้รับบทคัดย่อของบทความโดยนักคณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์ชาวสวีเดนซามูเอล คลิงเกนสเตียร์นาซึ่งทำให้เขาสงสัยในความถูกต้องของผลลัพธ์ที่นิวตันสรุปเกี่ยวกับการกระจายตัวของแสงหักเห คลิงเกนสเตียร์นาแสดงให้เห็นจากการพิจารณาทางเรขาคณิตล้วนๆ (ซึ่งดอลลอนด์เข้าใจอย่างถ่องแท้) ว่าผลลัพธ์ของการทดลองของนิวตันไม่สามารถนำมาสอดคล้องกับข้อเท็จจริงอื่นๆ ที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปเกี่ยวกับการหักเหได้^{[ 64 ]}

ในฐานะคนปฏิบัติจริง ดอลลอนด์จึงทดสอบข้อสงสัยของเขาด้วยการทดลองทันที เขาได้ยืนยันข้อสรุปของคลิงเกนสเตียร์นา ค้นพบความแตกต่างที่เกินความคาดหมายในคุณสมบัติการหักเหของแสงของแก้วชนิดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของสี และด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่การสร้างเลนส์ที่แก้ไขความคลาดเคลื่อนของสีก่อน แล้วจึงแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมในภายหลัง^{[ 64 ] [ 69 ]}

ดอลลอนด์ตระหนักถึงเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการบรรลุภาวะไร้สีในกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง แต่อาศัยความแม่นยำของการทดลองที่นิวตันทำ งานเขียนของเขาแสดงให้เห็นว่า หากไม่นับความกล้าหาญ ของเขา แล้ว เขาคงจะค้นพบสิ่งนี้ได้เร็วกว่านี้ หากจิตใจของเขาพร้อมอย่างเต็มที่ บทความของดอลลอนด์เล่าถึงขั้นตอนต่างๆ ที่เขาค้นพบโดยอิสระจากสิ่งประดิษฐ์ก่อนหน้านี้ของฮอลล์ และกระบวนการเชิงตรรกะที่ขั้นตอนเหล่านี้ถูกเสนอแนะในจิตใจของเขา^{[ 66 ]}

ในปี ค.ศ. 1765 ปีเตอร์ ดอลลอนด์ (บุตรชายของจอห์น ดอลลอนด์) ได้แนะนำเลนส์วัตถุสามชิ้น ซึ่งประกอบด้วยเลนส์นูนสองชิ้นที่ทำจากแก้วคราวน์ โดยมี เลนส์เว้าที่ ทำจากหินเหล็กไฟอยู่ตรงกลาง เขาสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบนี้ขึ้นมาหลายตัว^{[ 66 ]}

ความยากลำบากในการจัดหาแผ่นกระจก (โดยเฉพาะกระจกฟลินต์) ที่มีความบริสุทธิ์และความเป็นเนื้อเดียวกันที่เหมาะสม ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางและกำลังการรวมแสงของเลนส์ที่พบในกล้องโทรทรรศน์อะโครมาติกมีข้อจำกัดสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศสได้เสนอรางวัลสำหรับแผ่นกระจกฟลินต์ขนาดใหญ่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับใช้ในการมองเห็น แต่ ก็ไร้ผล ^{[ 66 ]}

ความยากลำบากในการใช้งานกระจกโลหะของกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงทำให้เกิดการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงขนาดใหญ่ขึ้น ในปี 1866 กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงมีขนาดรูรับแสงถึง18 นิ้ว (46 ซม.)โดยมีการสร้าง "กล้องโทรทรรศน์ แบบหักเห แสงขนาดใหญ่" จำนวนมาก ในช่วงกลางถึงปลายศตวรรษที่ 19 ในปี 1897 กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงได้ถึงขีดจำกัดสูงสุดที่ใช้งานได้จริงในกล้องโทรทรรศน์เพื่อการวิจัย ด้วยการสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง ขนาด 40 นิ้ว (100 ซม.)ของหอดูดาวเยอร์เคส (แม้ว่าจะมี กล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงขนาดใหญ่กว่า อย่างกล้องโทรทรรศน์นิทรรศการปารีสปี 1900ที่มีเลนส์วัตถุ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 49.2 นิ้ว (1.25 ม.)จัดแสดงชั่วคราวในงานนิทรรศการปารีสปี 1900 ก็ตาม ) ไม่สามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสงที่ใหญ่กว่านี้ได้อีกต่อไปเนื่องจาก ผลกระทบของ แรงโน้มถ่วงต่อเลนส์ เนื่องจากเลนส์สามารถยึดไว้ได้เฉพาะที่ขอบเท่านั้น ศูนย์กลางของเลนส์ขนาดใหญ่จะหย่อนลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ทำให้ภาพที่ได้บิดเบี้ยว^{[ 70 ]}   

ในช่วงทศวรรษ 1980 มีการนำเทคโนโลยีใหม่สองอย่างมาใช้ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่และปรับปรุงคุณภาพของภาพ ซึ่งรู้จักกันในชื่อระบบเลนส์แอคทีฟ (Active Optics)และระบบเลนส์ปรับได้ (Adaptive Optics ) ในระบบเลนส์แอคทีฟ เครื่องวิเคราะห์ภาพจะตรวจจับความคลาดเคลื่อนของภาพดาวหลายครั้งต่อนาที และคอมพิวเตอร์จะปรับแรงรองรับหลายอย่างบนกระจกหลักและตำแหน่งของกระจกรองเพื่อรักษาสภาพและการจัดเรียงของเลนส์ให้เหมาะสมที่สุด วิธีนี้ช้าเกินไปที่จะแก้ไขผลกระทบจากการเบลอของชั้นบรรยากาศ แต่ช่วยให้สามารถใช้กระจกเดี่ยวที่บางได้ถึง เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 เมตร หรือแม้แต่กระจกแบบแบ่งส่วนที่ใหญ่กว่านั้นได้ วิธีนี้ได้รับการบุกเบิกโดยกล้องโทรทรรศน์เทคโนโลยีใหม่ ของ ESO ในช่วงปลายทศวรรษ 1980

ทศวรรษ 1990 ได้เห็นการปรากฏตัวของกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์รุ่นใหม่ที่ใช้ระบบเลนส์แบบแอคทีฟ โดยเริ่มต้นจากการสร้างกล้องโทรทรรศน์เค็ก (Keck ) ขนาด 10 เมตร (390 นิ้ว) ตัวแรกจากสองตัว ในปี 1993 กล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์อื่นๆ ที่สร้างขึ้นหลังจากนั้น ได้แก่กล้องโทรทรรศน์เจมินี (Gemini) สองตัว กล้องโทรทรรศน์แยกกันสี่ตัวของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (Very Large Telescope ) และกล้องโทรทรรศน์สองตาขนาดใหญ่ (Large Binocular Telescope )  

ระบบปรับแก้ภาพอัตโนมัติ (Adaptive optics) ใช้หลักการที่คล้ายกัน แต่ใช้การแก้ไขหลายร้อยครั้งต่อวินาทีเพื่อชดเชยผลกระทบของการบิดเบือนทางแสงที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วอันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศของโลก ระบบปรับแก้ภาพอัตโนมัติทำงานโดยการวัดการบิดเบือนในคลื่นแสงแล้วชดเชยด้วยการเปลี่ยนแปลงตัวกระตุ้น อย่างรวดเร็ว ที่ใช้กับกระจกเงาขนาดเล็กที่สามารถเปลี่ยนรูปได้หรือด้วย ตัวกรอง อาร์เรย์ผลึกเหลว ระบบปรับแก้ภาพอัตโนมัติ ได้รับการคิดค้นขึ้นครั้งแรกโดยHorace W. Babcockในปี 1953 แต่ไม่ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกล้องโทรทัศน์ดาราศาสตร์จนกระทั่งความก้าวหน้าในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และตัวตรวจจับในช่วงทศวรรษ 1990 ทำให้สามารถคำนวณการชดเชยที่จำเป็นได้แบบเรียลไทม์^{[ 74 ]}ในระบบปรับแก้ภาพอัตโนมัติ การแก้ไขความเร็วสูงที่จำเป็นหมายความว่าจำเป็นต้องมีดาวที่ค่อนข้างสว่างอยู่ใกล้กับเป้าหมายที่สนใจมาก (หรือสร้างดาวเทียมโดยใช้เลเซอร์) นอกจากนี้ การใช้ดาวดวงเดียวหรือเลเซอร์เพียงดวงเดียว การแก้ไขจะมีประสิทธิภาพเฉพาะในขอบเขตการมองเห็นที่แคบมาก (หลายสิบอาร์คเซค) และระบบปัจจุบันที่ใช้งานกับกล้องโทรทรรศน์ขนาด 8-10 เมตรหลายตัว ส่วนใหญ่ทำงานในย่านความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้สำหรับการสังเกตวัตถุเดี่ยว

การพัฒนาด้านระบบปรับแก้ภาพแบบปรับได้ (adaptive optics) รวมถึงระบบที่มีเลเซอร์หลายตัวครอบคลุมพื้นที่การแก้ไขที่กว้างขึ้น และ/หรือทำงานที่ความถี่สูงกว่ากิโลเฮิร์ตซ์เพื่อการแก้ไขที่ดีในความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ ปัจจุบันระบบเหล่านี้อยู่ระหว่างการพัฒนา แต่ยังไม่ได้นำมาใช้งานเป็นประจำ ณ ปี 2015