ฟลูออไรต์เป็นแร่ธาตุอันน่าทึ่งที่สามารถปล่อยและกระจายแสงได้เมื่อให้ความร้อนจนมีอุณหภูมิสูง แร่ชนิดนี้ถูกเรียกว่า “ฟลูออไรต์” เนื่องจากความสวยงามและมีคุณสมบัติในการเรืองแสง แคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF2) เป็นผลึกแร่ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เมื่อสร้างขึ้นโดยการสังเคราะห์ ผลึกแคลเซียมฟลูออไรด์จะมีคุณสมบัติทางออพติคอลที่โดดเด่น ไม่ว่าจะเป็นการกระจายแสงต่ำ ดัชนีการหักเหแสงที่ต่ำมาก และแสงอินฟราเรดและอัลตร้าไวโอเลตสามารถเดินทางผ่านได้อย่างดีเยี่ยม ที่สำคัญที่สุดคือ ฟลูออไรต์สามารถแสดงภาพที่มีรายละเอียดคมชัดซึ่งกระจกเลนส์ทั่วไปเทียบไม่ได้ เมื่อริเริ่มโปรแกรม “F” อย่างเป็นทางการ Canon ต้องการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้ในการพัฒนาเลนส์กล้องประสิทธิภาพสูงโดยใช้ส่วนผสมของฟลูออไรต์
ฟลูออไรต์เป็นแร่ธาตุที่ได้รับความสนใจมาเป็นเวลาหลายร้อยปีแล้ว ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 19 ผลึกแคลเซียมฟลูออไรด์ตามธรรมชาติถูกนำมาใช้เป็นเลนส์ใกล้วัตถุในกล้องจุลทรรศน์ หลังจากนั้นก็มีความพยายามที่จะผลิตผลึกฟลูออไรต์สังเคราะห์เพื่อนำไปใช้ทำเลนส์ในอุปกรณ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น เช่น กล้องโทรทรรศน์ อย่างไรก็ตาม มีอุปสรรคทางด้านเทคนิคเกิดขึ้นมากมายและคนจำนวนมากก็เชื่อว่าการนำฟลูออไรต์มาใช้กับเลนส์มาตรฐานคงเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ ความท้าทายนี้ไม่ได้ทำให้นักวิจัยของ Canon ถอดใจแต่อย่างใด แต่กลับตั้งเป้าว่าจะพัฒนาฟลูออไรต์ให้กลายเป็นวัสดุออพติคอลที่สามารถใช้งานได้จริงในเลนส์ประสิทธิภาพสูง
ความแตกต่างของจุดที่ความยาวคลื่นแสงมาบรรจบกันจะส่งผลต่อความคมชัดของภาพที่ผ่านเข้ามาในเลนส์และกลายเป็นสีจางที่ปรากฏให้เห็นในภาพถ่าย ปรากฏการณ์นี้มีชื่อเรียกทางเทคนิคว่า “ความคลาดสี” หัวใจสำคัญของการออกแบบเลนส์ประสิทธิภาพสูงคือการหาองค์ประกอบทางโครงสร้างที่เหมาะสมในการแก้ไขความคลาดสี โดยปกติแล้ว ในการกำหนดทิศทางของคลื่นแสงให้เป็นมาตรฐานและทำให้คลื่นแสงทั้งหมดมาบรรจบกันที่จุดเดียว จะใช้เลนส์นูนที่มีการกระจายแสงต่ำร่วมกับเลนส์เว้าที่มีการกระจายแสงสูง
อย่างไรก็ตาม หากตรวจสอบบริเวณรอบจุดที่แสงมาบรรจบกันบนเลนส์ดังกล่าวอย่างละเอียด จะเห็นความคลาดของความยาวคลื่นสีเขียวที่กระจายตัวระหว่างสีแดงกับสีน้ำเงินหลงเหลืออยู่ในจุดโฟกัส ความคลาดสีที่ยังหลงเหลืออยู่ในปริมาณเล็กน้อยนี้เรียกว่าความคลาดสีสำดับที่สองหรือความคลาดสเปกตรัมลำดับที่สอง ฟลูออไรต์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในการกระจายแสงเนื่องจากทำให้แสงกระจายตัวในระดับต่ำมากซึ่งต่างจากกระจกเลนส์ ดังนั้น จึงมีบทบาทสำคัญในการขจัดความคลาดสเปกตรัมลำดับสองที่ยังคงหลงเหลืออยู่นี้ เมื่อใช้เลนส์นูนทำจากฟลูออไรต์เพื่อลดความคลาดสีในสเปกตรัมลำดับที่สอง จุดโฟกัสของสีแดง เขียว และน้ำเงินจะมาบรรจบกันอย่างเกือบสมบูรณ์แบบที่จุดโฟกัสเดียว ในปี พ.ศ. 2511 สองปีหลังการริเริ่มโปรแกรม F นักวิจัยของ Canon ก็สามารถผลิตผลึกฟลูออไรต์สังเคราะห์ได้เป็นผลสำเร็จ
แต่ก็ยังมีอุปสรรคต่างๆ อีกมากมายกว่าจะสามารถนำฟลูออไรต์มาใช้ในเลนส์กล้องได้ ฟลูออไรต์ไม่สามารถใช้การเจียรแบบเดียวกับกระจกเลนส์ได้เนื่องจากมีความเปราะบาง Canon จึงอาศัยความเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีการเจียรเลนส์ของตนเองในการพัฒนาเทคนิคพิเศษขึ้นมาเพื่อใช้กับฟลูออไรต์โดยเฉพาะ กระบวนการเจียรนี้ใช้เวลานานกว่าเทคนิคมาตรฐานถึง 4 เท่า และหลังจากนั้น เลนส์แต่ละชิ้นจะถูกนำมาล้างด้วยมือ
ในปี 2512 Canon ก็ประสบความสำเร็จในการผลิตเลนส์จากฟลูออไรต์ และ FL-F300mm f/5.6 คือเลนส์กล้องรุ่นแรกของโลก* ที่ใช้ชิ้นเลนส์ทำจากฟลูออไรต์ ทางยาวโฟกัสที่ยาวจะทำให้เลนส์เทเลโฟโต้มีโอกาสได้รับผลกระทบจากความคลาดสเปกตรัมลำดับสองมากกว่าเลนส์ชนิดอื่น ฟลูออไรต์จึงมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาประสิทธิภาพของเลนส์นี้ ในปัจจุบัน เลนส์ซูเปอร์เทเลโฟโต้ในซีรีย์ L จาก Canon ที่ใช้ฟลูออไรต์ซึ่งมีคุณสมบัติในการแสดงภาพที่ละเอียดคมชัดและโดดเด่นด้วยความเปรียบต่างสูงเป็นเลนส์ที่ช่างภาพทั่วโลกเลือกใช้มาอย่างยาวนาน
*หมายถึงเลนส์สำหรับกล้องแบบถอดเปลี่ยนเลนส์ได้ที่ผู้บริโภคทั่วไปใช้งาน
