champ plat

Un flatfield est une zone sur une surface optique (lentille, miroir ou prisme) où la courbure a été perdue ou délibérément supprimée, créant une zone plate au lieu de la courbe prévue. Dans une lentille, il peut s'agir d'une petite tache plate sur une surface autrement sphérique. Dans un miroir courbe, il apparaît comme une zone facettée ou usée. Le flatfield rompt la prescription optique de l'élément, diffusant ou défocusant la lumière qui le traverse ou s'y réfléchit.

Les flatfields se produisent par plusieurs mécanismes. Des erreurs de meulage ou de polissage pendant la fabrication peuvent laisser une surface sous-corrigée dans une zone. Des dommages mécaniques, des contraintes thermiques ou un impact peuvent aplatir une petite région de verre ou de substrat de miroir. En optique de précision, même des flatfields mineurs (profondeurs de quelques longueurs d'onde de lumière visible) dégradent notablement la qualité de l'image, introduisant du coma, de l'astigmatisme ou des halos diffus. Dans les grands miroirs de télescope, les flatfields dus au tassement ou aux gradients de température réduisent le contraste et la résolution.

Détection et conséquences

Les flatfields sont détectés à l'aide de l'interférométrie, de bancs de test optiques ou (pour les grands miroirs) de la collimation laser. Un petit flatfield pourrait ne pas rendre un système optique inutilisable, mais son effet s'ajoute à d'autres aberrations. Dans un objectif de microscope ou une lentille à grande ouverture, même un flatfield de 1 % peut produire un vignettage ou une courbure de champ visible. En imagerie astronomique, les flatfields dans les miroirs primaires dégradent l'uniformité de la fonction d'étalement du point sur le plan focal.

Le terme reflète le langage de la fabrication et de la qualité : une surface qui devrait avoir une figure (courbure précise) présente plutôt un défaut plat. Cela le distingue de l'ondulation, de l'astigmatisme ou de l'aberration sphérique, qui sont des erreurs systématiques intégrées à la conception. Un flatfield est toujours accidentel ou dégradant, quelque chose à éviter ou à corriger par un nouveau meulage, un remplacement ou une compensation optique en aval.