apochromatisme

L'apochromatisme décrit une lentille ou un système optique corrigé pour éliminer simultanément deux types majeurs d'aberration: l'aberration chromatique (l'incapacité des différentes longueurs d'onde à se focaliser au même point) et l'aberration sphérique (l'incapacité des rayons lumineux à différentes distances de l'axe optique à converger en un seul point). Une véritable lentille apochromatique met au point au moins trois longueurs d'onde sur le même plan tout en corrigeant la distorsion sphérique sur toute son ouverture.

En microscopie, les objectifs apochromatiques sont la référence. Ils utilisent généralement trois ou quatre éléments de lentille fabriqués à partir de verre spécial à faible dispersion, y compris un ou plusieurs éléments de verre à dispersion anomale qui se comporte contrairement aux règles optiques normales. Ces objectifs corrigent l'aberration chromatique sur le spectre visible et le proche ultraviolet, et ils minimisent l'aberration sphérique à quelques nanomètres près. Les objectifs de microscope apochromatiques d'entrée de gamme commencent à un grossissement d'environ 60x; les versions à immersion haut de gamme à 100x ou 63x sont courantes dans la recherche et le travail en pathologie.

Le terme s'inscrit dans une hiérarchie de correction. Une lentille simple est achromatique si elle corrige l'aberration chromatique pour deux longueurs d'onde; elle est apochromatique si elle corrige pour trois longueurs d'onde ou plus tout en contrôlant l'aberration sphérique. Dans les télescopes et les appareils photo haut de gamme, les réfracteurs apochromatiques sont devenus souhaitables au XXe siècle car ils offrent des images d'étoiles plus nettes et un meilleur rendu des couleurs que les conceptions achromatiques, bien qu'à un coût et un poids significativement plus élevés.

La fabrication de lentilles apochromatiques exige un meulage de précision des éléments, un ciment optique d'indice de réfraction exact et des tests rigoureux pendant l'assemblage. Toute erreur d'espacement résiduelle ou tout désalignement des surfaces internes peut dégrader sensiblement les performances. La poussière ou la croissance fongique à l'intérieur des objectifs scellés compromettra également la correction, car l'efficacité de la conception dépend d'une géométrie exacte tout au long du trajet lumineux.

Le nom combine le préfixe grec apo (loin de, ou au-delà) avec chroma (couleur), signifiant littéralement que la couleur est emportée ou séparée. Le terme est apparu dans la littérature optique allemande au XIXe siècle alors que les fabricants affinaient les conceptions multi-éléments. Aujourd'hui, apochromat et APO sont des abréviations standard dans les spécifications d'équipements de microscopie et d'astronomie.