apochromat

Un apochromat est un système de lentilles composé conçu pour amener la lumière de trois longueurs d'onde choisies dans le même plan focal, éliminant l'aberration chromatique sur tout le spectre visible et au-delà. Là où une lentille simple divise la lumière blanche en un spectre, un apochromat utilise plusieurs éléments en verre de différents types, disposés avec un espacement précis, pour faire converger les longueurs d'onde rouge, verte et bleue (ou proche infrarouge, visible et ultraviolette) à des distances presque identiques de la lentille. Cette correction s'étend sur un champ de vision beaucoup plus large que les conceptions antérieures.

Le terme vient du préfixe grec apo, signifiant « loin de » ou « séparé », combiné à chroma pour « couleur » : c'est une lentille qui s'éloigne des erreurs de couleur. Strictement parlant, un apochromat corrige l'aberration chromatique selon une norme définie, atteignant généralement moins de 1 micron de différence focale entre les trois longueurs d'onde choisies sur la plage visible et proche UV. C'est une norme plus élevée que l'achromat antérieur, qui ne corrige que deux longueurs d'onde, ou la lentille en fluorite, qui utilise du verre de fluorite synthétique pour atteindre des performances similaires avec moins d'éléments.

En microscopie, les objectifs apochromatiques sont la norme premium, utilisés dans la recherche, les diagnostics cliniques et l'assurance qualité où la fidélité des couleurs et les détails fins sont importants. Un objectif apochromatique 40x sur un microscope de laboratoire corrigera généralement l'aberration sphérique ainsi que l'aberration chromatique, ce qui signifie que la lentille fournit une image nette et non déformée même sur les bords du champ. La microscopie à fluorescence bénéficie particulièrement de la correction apochromatique car elle repose sur une séparation et une recombinaison précises des longueurs d'onde à travers des miroirs dichroïques et des ensembles de filtres.

Matériaux et construction

La fabrication d'un apochromat nécessite la sélection de types de verre avec des indices de réfraction et des courbes de dispersion différents. Les éléments en verre Crown, en verre Flint et en verre ED (à très faible dispersion) sont empilés et cimentés ou espacés par de l'air pour obtenir la correction. Les apochromats modernes utilisent souvent des matériaux optiques coûteux tels que le lanthane ou le verre à base de fluorite qui offrent des performances supérieures mais augmentent le coût et la complexité de fabrication. Le ciment lui-même doit avoir une qualité optique et une stabilité environnementale élevées, sinon la lentille se dégradera après des années d'utilisation.

Parce que les apochromats exigent des tolérances plus strictes et des coûts de matériaux plus élevés que les lentilles plus simples, ils atteignent des prix élevés sur les marchés des microscopes et des objectifs d'appareil photo. Les systèmes de vision industrielle, l'imagerie critique en couleur et l'observation astronomique haut de gamme reposent tous sur des conceptions apochromatiques ou quasi-apochromatiques. Un objectif de microscope apochromatique 100x de qualité peut coûter plusieurs milliers de livres, ce qui reflète la fabrication de précision et les matériaux optiques impliqués.