Séance de cours

Aberrations optiques : sphériques et chromatiques

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Dans cours

PHYS-317: Optics I

L'optique est un vieux domaine qui touche à beaucoup de sujets modernes, des techniques expérimentales aux applications courantes. Ce premier cours traite plusieurs aspects de base de l'optique: propagation, dispersion, interférence, diffraction, polarisat ...

Description

Cette séance de cours couvre l'équation paraxiale en dioptries, l'expression exacte par Snell et Fermat, et le développement au 3ème ordre. Il explique l'aberration sphérique, l'astigmatisme, le coma et la courbure de champ dans les lentilles. La correction des aberrations à l'aide de lentilles complexes et le concept du doublet achromatique sont également discutés, ainsi que l'impact de la dispersion sur l'aberration chromatique.

Enseignant·e

Benjamin Dwir

Titre académique: Dr. Date de naissance: 24.10.1959 Nationalité: Suisse A l'EPFL depuis: 1988

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Optique: Optique géométrique

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Aberration (optique)

Une aberration est un défaut du système optique qui se répercute sur la qualité de l'image (flou, irisation ou déformation). Les aberrations sont définies par rapport à l'optique paraxiale et matérialisent le fait que certains rayons ne convergent pas vers l'image prédite par l'optique géométrique. Ainsi, la théorie des aberrations s'inscrit dans le cadre de l'optique géométrique et ne prend pas en compte les aspects ondulatoire ou corpusculaire de la lumière. Il est possible de classer les aberrations en deux groupes.

Aberration chromatique

Une aberration chromatique est une aberration optique qui produit différentes mises au point en fonction de la longueur d'onde. On observe alors une image floue et aux contours irisés. Elle résulte de la décomposition de la lumière blanche en plusieurs bandes de couleurs. Les aberrations chromatiques ont été constatées dès les premières lunettes astronomiques et considérées comme gênantes. Isaac Newton, qui crée son propre télescope pourvu d'un miroir et donc dépourvu d'aberrations de ce type, clame, dans un premier temps, l'impossibilité physique de la correction de ces dernières.

Lentille optique

vignette|Une bougie se projetant sur une table par un presse-papier formant lentille. Une lentille optique est un composant fait d'un matériau généralement et transparent pour la lumière dans le domaine spectral d'intérêt. C'est le plus souvent un type de verre optique, ou des verres plus classiques, des plastiques, des matériaux organiques, voire des métalloïdes tels que le germanium. Les lentilles sont destinées à faire converger ou diverger la lumière.

Coma (optique)

thumb|Schéma d'une coma sur une lentille. Coma (du latin : (comète), en anglais : comatic aberration) ou aberration de coma est une aberration géométrique asymétrique des faisceaux obliques. Elle se produit en raison de l'imperfection de la lentille optique ou d'autres composants, par exemple dans un télescope, qui se traduit par une déformation avec queue semblable à celle d'une comète. La coma se décompose en deux termes : la coma sagittale et la coma isotrope. Catégorie:Optique géométrique de:Abbildungsf

Spherical aberration

In optics, spherical aberration (SA) is a type of aberration found in optical systems that have elements with spherical surfaces. Lenses and curved mirrors are prime examples, because this shape is easier to manufacture. Light rays that strike a spherical surface off-centre are refracted or reflected more or less than those that strike close to the centre. This deviation reduces the quality of images produced by optical systems. The effect of spherical aberration was first identified by Ibn al-Haytham who discussed it in his work Kitāb al-Manāẓir.

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