achromatisme

L'achromatisme est la propriété optique d'un système de lentilles qui corrige l'aberration chromatique, l'erreur de focalisation dépendante de la longueur d'onde qui provoque des franges de couleur dans les images. La lumière blanche est composée de différentes longueurs d'onde, et le verre réfracte plus fortement les longueurs d'onde plus courtes (bleu) que les plus longues (rouge). Une lentille simple focalise ces couleurs à différentes distances derrière le verre, créant des halos colorés autour des objets. Une lentille achromatique focalise deux longueurs d'onde ou plus au même point, éliminant cette séparation des couleurs.

Le doublet achromatique standard associe une lentille positive en verre crown à une lentille négative en verre flint. Le verre crown a une faible dispersion (séparation lente des couleurs), tandis que le verre flint a une dispersion élevée. En choisissant les bons types de verre et les bonnes courbures, la dispersion d'un élément annule la majeure partie de la dispersion de l'autre. Le résultat est une lentille qui focalise la lumière rouge et bleue presque de manière coïncidente, le vert se situant entre les deux. Cela reste la correction de base dans les microscopes, les télescopes et les objectifs d'appareil photo où le coût et la simplicité sont importants.

L'achromatisme est défini par la qualité de la focalisation de deux longueurs d'onde. Les points de référence standard sont la raie F (486 nm, bleu) et la raie C (656 nm, rouge) du spectre de l'hydrogène. Une lentille achromatique présentera toujours une certaine erreur de focalisation pour d'autres couleurs, appelée spectre secondaire. Les conceptions apochromatiques corrigent trois longueurs d'onde ou plus et réduisent davantage le spectre secondaire, mais nécessitent des verres aux terres rares coûteux et une construction plus complexe. La plupart des travaux optiques acceptent le compromis de l'achromat simple.

L'efficacité de l'achromatisme dépend de la puissance de la lentille, des verres utilisés et des espaces d'air entre les éléments. Les lentilles épaisses et les grandes ouvertures aggravent l'aberration chromatique ; la correction achromatique devient plus difficile à réaliser. Dans les objectifs de microscope, l'achromatisme est la norme de base, les grades supérieurs (fluorite et apochromat) étant réservés aux travaux critiques en couleur et aux grossissements plus élevés. Dans les objectifs d'appareil photo, les fausses couleurs sur les bords à contraste élevé signalent souvent une correction achromatique insuffisante.

Le terme dérive du grec a- (sans) et chroma (couleur). Il est entré dans le vocabulaire optique au XVIIIe siècle lorsque Chester Moore Hall, puis John Dollond, ont développé des lentilles composées capables de surmonter la conviction de Newton selon laquelle la séparation des couleurs était inséparable de la réfraction. Aujourd'hui, l'achromatisme reste fondamental ; il sépare l'optique utilisable du verre décoratif.