chromatique

L'aberration chromatique se produit lorsqu'une lentille dévie différentes longueurs d'onde de lumière de différentes quantités, ce qui provoque la séparation des couleurs au lieu de converger en un seul point focal. Une lentille simple agit comme un prisme : la lumière bleue se dévie plus fortement que la lumière rouge traversant le même verre, de sorte qu'elles se focalisent à des distances différentes de la lentille. Cette frange de couleur est appelée dispersion chromatique, et elle dégrade la netteté de l'image sur tout le spectre visible et dans les régions du proche infrarouge et de l'ultraviolet.

La cause profonde est l'indice de réfraction du verre optique lui-même, qui varie avec la longueur d'onde. Le verre Crown, couramment utilisé dans les doublets achromatiques, a une dispersion plus faible que le verre Flint, mais aucun des deux n'élimine le problème seul. Une lentille simple typique présente un décalage de couleur latéral de 10 à 50 micromètres sur la plage visible, suffisant pour brouiller les détails fins en photographie, en microscopie et en optique de précision. L'effet s'aggrave sur les bords du champ de vision et augmente avec l'ouverture de la lentille.

Correction de l'aberration chromatique

Les concepteurs optiques combattent cela en utilisant des lentilles composées achromatiques et apochromatiques. Un achromat associe un élément positif en verre Crown à un élément négatif en verre Flint, choisis de manière à ce que leurs dispersions s'annulent partiellement ; cela amène deux longueurs d'onde (généralement le rouge et le bleu) à se focaliser sur le même plan. Un apochromat utilise trois éléments ou plus et aligne trois longueurs d'onde ou plus, ce qui est crucial pour les travaux critiques en couleur comme l'imagerie astronomique ou la séparation des couleurs en reprographie.

Les approches modernes incluent les revêtements de lentilles à indice adapté et les matériaux exotiques comme la fluorite (fluorure de calcium) et les verres spéciaux à faible dispersion, qui ont des courbes de dispersion plus plates. La correction numérique en post-traitement peut également réduire l'aberration chromatique latérale si le motif est connu, mais cela ne peut pas récupérer les informations perdues. Dans les télescopes haut de gamme, les objectifs de microscope et les objectifs de cinéma, l'aberration chromatique est mesurée en parties par million et spécifiée comme une métrique de performance de conception.

Le terme chromatique en optique fait toujours référence au comportement dépendant de la longueur d'onde ; il est distinct de l'aberration sphérique, qui affecte toutes les longueurs d'onde de manière égale mais résulte de la géométrie de la surface courbe. Les systèmes optiques de qualité doivent être corrigés des deux pour atteindre des performances limitées par la diffraction sur tout le spectre de travail.