achromatique

Un élément optique achromatique transmet la lumière sur l'ensemble du spectre visible avec une aberration chromatique minimale, le défaut optique où différentes longueurs d'onde réfractent à des angles légèrement différents et se focalisent en des points différents. Le verre seul ne peut pas faire cela : le verre crown et le verre flint ont des indices de réfraction différents à différentes longueurs d'onde, c'est pourquoi une lentille simple divise la lumière blanche en franges colorées à fort grossissement ou à grande ouverture. Une lentille ou un prisme achromatique combine deux ou plusieurs types de verre, généralement crown et flint, collés ensemble pour annuler cette réfraction dépendante de la longueur d'onde.

Le dispositif achromatique le plus courant est la lentille doublet, un élément crown positif cimenté à un élément flint négatif. La dispersion plus élevée du verre flint (plus grand changement d'indice de réfraction sur le spectre) agit contre la dispersion plus faible du verre crown, amenant la lumière rouge et bleue à une focalisation quasi identique. Une erreur résiduelle demeure ; c'est ce qu'on appelle le spectre secondaire. Une conception triplet ou apochromatique ajoute un troisième élément pour réduire davantage le spectre secondaire, mais à un coût et une complexité plus élevés. Les prismes achromatiques, utilisés pour la déviation de faisceau ou la dispersion en spectroscopie, suivent le même principe.

L'endroit où un élément doit être achromatique dépend de l'application. Un oculaire simple grossissant 10x en bénéficie énormément ; une loupe 3x beaucoup moins. Les objectifs à grande ouverture en microscopie exigent une correction achromatique ou meilleure, car l'aberration sphérique et l'aberration chromatique s'aggravent toutes deux avec l'ouverture. Un oculaire de télescope fonctionnant à f/15 ou plus lent peut tolérer un peu plus de franges colorées qu'un oculaire à f/4. Dans les systèmes laser, où la lumière monochromatique domine, l'aberration chromatique est sans importance ; ici, la conception achromatique ajoute des coûts sans avantage.

Le terme achromatique vient du grec : sans (a-) couleur (chroma). Cela ne signifie pas que l'élément lui-même est incolore à l'œil ; le verre crown et le verre flint sont tous deux essentiellement transparents et pâles. Il décrit plutôt le comportement optique : l'élément préserve l'équilibre naturel des couleurs de la lumière transmise en focalisant toutes les couleurs sur le même plan. Une lentille achromatique vraiment parfaite n'existe pas ; les fabricants spécifient plutôt une correction pour une paire ou une bande de longueurs d'onde, généralement les raies de Fraunhofer de l'hydrogène (C, D, F) ou les raies du mercure, et acceptent que d'autres longueurs d'onde présentent de petites erreurs résiduelles.