Aberrations : facteurs clés affectant l’imagerie au microscope
① Aberration chromatique L'aberration chromatique est un défaut grave dans l'imagerie par lentille et se produit avec des sources de lumière polychromatiques ; la lumière monochromatique ne produit pas d'aberration chromatique. La lumière blanche se compose de sept couleurs : rouge, orange, jaune, vert, cyan, bleu et violet. Puisque chaque couleur a une longueur d’onde différente, l’indice de réfraction varie lors du passage à travers une lentille. Par conséquent, un seul point côté objet peut former une tache colorée côté image. La fonction première d'un système optique est de corriger l'aberration chromatique.
L'aberration chromatique comprend généralement l'aberration chromatique longitudinale et l'aberration chromatique latérale. L'aberration chromatique longitudinale provoque des taches colorées ou des halos sur l'image quelle que soit la position d'observation, rendant l'image floue. L'aberration chromatique latérale produit des franges colorées autour de l'image.
② Aberration sphérique L'aberration sphérique est une aberration monochromatique pour les points sur l'axe, provoquée par la surface sphérique d'une lentille. Il en résulte un point lumineux avec un centre clair et des bords progressivement flous au lieu d'une image pointue, ce qui dégrade la qualité de l'image.
L'aberration sphérique est généralement éliminée par des combinaisons de lentilles. Les lentilles convexes et concaves ont des aberrations sphériques opposées, de sorte que des doublets cimentés constitués de différents matériaux optiques peuvent être utilisés pour la correction. Les objectifs de microscope plus anciens dont l'aberration sphérique n'est pas complètement corrigée doivent être utilisés avec des oculaires compensateurs correspondants. L'aberration sphérique des objectifs dans la plupart des microscopes modernes est totalement
corrigé au sein même de l’objectif.
③ Coma Coma est une aberration monochromatique pour les points hors axe. Lorsqu'un point objet hors axe est imagé par un faisceau lumineux à grande ouverture, les rayons lumineux ne convergent plus vers un seul point après avoir traversé l'objectif. L'image d'un point lumineux devient une éruption en forme de comète, d'où le nom de « coma ».
④ Astigmatisme L'astigmatisme est une autre aberration monochromatique hors axe qui réduit la netteté. Pour un champ de vision large, les points des objets en bordure sont éloignés de l'axe optique avec des faisceaux lumineux très inclinés, qui induisent un astigmatisme après passage à travers la lentille. L'astigmatisme convertit un point objet original en deux segments de ligne courts séparés, mutuellement perpendiculaires, qui se combinent en un point elliptique sur le plan image idéal. L'astigmatisme est corrigé par des ensembles de lentilles sophistiqués.
⑤ Courbure du champ La courbure du champ est également connue sous le nom de « courbure du champ de Petzval ». Lorsqu'une courbure de champ existe, les points focaux de l'ensemble du faisceau ne coïncident pas avec le plan image idéal. Bien que des images nettes puissent être obtenues à des positions individuelles, la surface globale de l'image est incurvée. Cela rend impossible une visualisation nette de l'ensemble du champ en même temps, ce qui entraîne des difficultés d'observation et de photographie. C'est pour cette raison que les microscopes de recherche utilisent généralement des objectifs plans dans lesquels la courbure du champ a déjà été corrigée.
⑥ Distorsion À l'exception de la courbure du champ, les aberrations décrites ci-dessus affectent la netteté de l'image. La distorsion est un autre type d’aberration. La concentricité des faisceaux lumineux reste intacte, la netteté n'est donc pas altérée. Cependant, la distorsion entraîne une déformation géométrique de l'image par rapport à l'objet d'origine.
