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Principales aberrations

Dans le domaine de l'optique, on appelle aberrations les imperfections des images autres que celles dues à la diffraction.

Un système n'étant pas stigmatique, les rayons issus d'un point A ne passent pas tous par son image géométrique A′. Même si l'effet de la diffraction est négligeable, l'image est une tache lumineuse dont l'étendue varie avec la position de l'écran d'observation E. Ce phénomène existe même en lumière monochromatique : c'est alors une aberration géométrique qui ne dépend que de la constitution du système S. On classe parmi ces aberrations, même en cas de stigmatisme suffisamment approché, les manques de similitude entre objet et image (distorsion).

Dès que la lumière est composée de radiations de fréquences différentes apparaissent les aberrations chromatiques, dues à la dispersion des matériaux réfringents.

La réalisation des instruments d'optique est toujours imparfaite (inhomogénéité des verres, irrégularité de taille, etc.). Les défauts supplémentaires qui en résultent pour l'image sont dits aberrations accidentelles.

Les aberrations géométriques

Soit B un point objet, de coordonnées y et z dans son plan de front ; le système S étant de révolution, on supposera z nul ; soit B′0 l'image que S donnerait de B en l'absence d'aberration, B′ le point où un rayon BP rencontre, après traversée de S, le plan de front de B′0. Soit dy′ et dz′ les coordonnées rectangulaires du vecteur B ′ 0B′. Le point P choisi dans le plan de la pupille d'entrée se projette en Q sur l'axe ; P est caractérisé par sa distance à l'axe (QP = h) et par l'angle ϕ que fait QP avec une parallèle QR à l'axe des y.

Rayon aberrant

Dessin : Rayon aberrant

Dessin

Le rayon aberrant coupe le plan image en un point B′ distinct de $ATT$. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les aberrations transversales dy′ et dz′ sont des fonctions de y, h et ϕ. Elles se conservent en grandeur, mais changent de signe, lorsqu'on remplace y et h respectivement par − y et − h. Un développement en série de dy′ et dz′ ne comporte par suite que des termes impairs par rapport à l'ensemble des variables h et y.

On obtient les aberrations dites du troisième ordre en limitant ce développement aux termes du troisième degré en h et y ; B′0 étant l'i [...]


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Points conjugués

Points conjugués
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Miroir elliptique

Miroir elliptique
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Miroir parabolique

Miroir parabolique
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Système aplanétique

Système aplanétique
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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay, directeur des études à l'École supérieure d'optique, Orsay

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Pour citer l’article

Michel CAGNET, « OPTIQUE - Images optiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-images-optiques/