cromático

La aberración cromática ocurre cuando una lente desvía diferentes longitudes de onda de luz en diferentes grados, lo que provoca que los colores se separen en lugar de converger en un único punto focal. Una lente simple actúa como un prisma: la luz azul se desvía más bruscamente que la luz roja que pasa a través del mismo vidrio, por lo que se enfocan a diferentes distancias de la lente. Este franjeado de color se denomina dispersión cromática y degrada la nitidez de la imagen en todo el espectro visible y en las regiones del infrarrojo cercano y ultravioleta.

La causa principal es el propio índice de refracción del vidrio óptico, que varía con la longitud de onda. El vidrio crown, comúnmente utilizado en dobletes acromáticos, tiene una dispersión menor que el vidrio flint, pero ninguno de los dos elimina el problema por sí solo. Una lente simple típica muestra un cambio de color lateral de 10 a 50 micrómetros en el rango visible, suficiente para difuminar los detalles finos en fotografía, microscopía y óptica de precisión. El efecto empeora en los bordes del campo de visión y aumenta con la apertura de la lente.

Corrección de la aberración cromática

Los diseñadores ópticos combaten esto utilizando lentes compuestas acromáticas y apocromáticas. Un acromático combina un elemento positivo de vidrio crown con un elemento negativo de vidrio flint, elegidos para que sus dispersiones se cancelen parcialmente; esto hace que dos longitudes de onda (típicamente rojo y azul) se enfoquen en el mismo plano. Un apocromático utiliza tres o más elementos y alinea tres o más longitudes de onda, crucial para trabajos críticos de color como la imagen astronómica o la separación de colores en reprografía.

Los enfoques modernos incluyen recubrimientos de lentes con índice adaptado y materiales exóticos como la fluorita (fluoruro de calcio) y vidrios especiales de baja dispersión, que tienen curvas de dispersión más planas. La corrección digital en el postprocesamiento también puede reducir la aberración cromática lateral si se conoce el patrón, pero esto no puede recuperar la información perdida. En telescopios de alta gama, objetivos de microscopio y lentes de cine, la aberración cromática se mide en partes por millón y se especifica como una métrica de rendimiento de diseño.

El término cromático en óptica siempre se refiere al comportamiento dependiente de la longitud de onda; es distinto de la aberración esférica, que afecta a todas las longitudes de onda por igual pero resulta de la geometría de la superficie curva. Los sistemas ópticos de calidad deben corregirse para ambos para lograr un rendimiento limitado por difracción en todo el espectro de trabajo.