Types d’objectifs
L’objectif est l’élément principal d’un microscope. C’est lui qui va déterminer la définition d’un zoom, mais aussi sa qualité.
La qualité influe directement sur le prix, et de très bons objectifs peuvent vite coûter plusieurs centaines d’euros.
Sur un objectif sont écrites un grand nombre d’informations, et cela peut vite paraître déroutant pour un débutant. Cette page aidera à bien comprendre les notations et leurs correspondances.
Zoom
Le zoom est l’information la plus basique sur un objectif. C’est le nombre affiché en gros, avec un x a sa droite. Les zooms les plus courants sont 4x, 10x, 40x et 100x.
Parfois, un objectif n’a rien d’écrit dessus. On peut déterminer son zoom à l’aide du code couleur de l’anneau qui se situe vers le bas:
- rouge: 4x ou 5x
- jaune: 10x
- vert: 20x
- bleu: 40x, 50x ou 60x
- blanc: 100x
Nb: Généralement, plus un objectif est long, plus son zoom est fort. Les objectifs 4x sont généralement très petits.
Numerical aperture
Parfois, une valeur est noté à droite du zoom. C’est ce que l’on appelle l’ouverture numérique, et cela indique l’angle sous lequel un objectif est capable de recevoir de la lumière.
Type
La diffraction de la lumière est plus ou moins forte en fonction de sa longueur d’onde, et du matériau qu’elle traverse. La lumière blanche étant composé de tout le spectre visible, si on applique un fort zoom sans correction il y aura de l’aberration chromatique, et sphérique. L’effet est plus ou moins prononcé en fonction du zoom.
A noter que l’aberration chromatique sera d’autant plus importante sur un objectif avec une lentille en plastique qu’une lentille en verre. D’ou l’importance de fuir les microscopes jouets souvent composés de lentilles de plastique (car moins cher à produire)!
Chromatic aberration - Wikipedia.
La plupart des objectifs modernes sont composés d’une lentille spéciale composée de deux éléments, et permettent une correction de l’aberration chromatique et sphérique sur 2 couleurs. C’est ce qu’on appelle des objectifs achromatiques.
Achromatic lens - Wikipedia.
Une version encore plus efficace dite apochromatique utilise cette fois trois éléments de haute précision. Les objectifs apochromatiques sont très cher, car très complexes à fabriquer. Ils corrigent l’aberration chromatique et sphérique sur 4 couleurs
L’autre problème auquel on est vite confronté avec un fort zoom est que la netteté n’est plus uniforme. En effet, plus on s’éloigne du centre de l’image, plus elle est floue. Un type d’objectif permet de corriger cela: ce sont les objectifs plan. Il existe aussi les objectifs semi-plan qui sont moins chers et moins efficaces mais forment un bon compromis.
Il existe bien entendu d’autres types d’objectifs, mais ils ne sont pas forcément aussi courants.
Pour résumer:
- A/ACHRO/ACHROMATIC: corrige en partie les aberrations chromatiques et sphériques
- APO/APOCHROMATIC: corrige fortement les aberrations chromatiques et sphériques
- SPLAN/SEMI-PLAN: permet d’avoir une image plus nette et uniforme sur les bords
- PLAN: permet d’avoir une image parfaitement nette et uniforme même sur les bords
- PLANAPO: cumule la netteté des objectifs PLAN et la correction des objectifs APO
- PLANFL/PLANFLUORITE: correction proche de PLANAPO, mais un peu moins cher
Nb: les objectifs PLANAPO ou PLANFL sont cher, mais ne sont pas utiles dans une utilisation standard. Un objectif ACHRO est largement suffisant pour de l’observation éducative, et un objectif PLAN est surtout interessant quand on fait de la photographie.
Milieu d’immersion
Certains objectifs nécessitent une immersion dans un liquide. Cela permet de diminuer la réfraction de la lumière entre l’objet et l’objectif. Il existe des objectifs à immersion dans de l’huile spéciale ou dans de l’eau, noté respectivement OIL et WI. L’immersion consiste juste à mettre une goutte du liquide nécessaire sur l’objet avant de placer l’objectif. Cela ne fonctionne bien entendu qu’a de larges zooms (généralement 100x), car l’objectif doit être en contact avec la goutte.
Nb: ne surtout pas immerger un objectif normal dans de l’huile ou de l’eau. Cela l’abimerait.
Tube length
Une chose importante à retenir est qu’un objectif ne sera pas forcément compatible avec plusieurs microscopes. Un des éléments bloquants peut simplement être le pas de vis ou sa largeur, mais il y a aussi le tube length ou longueur de tube à prendre en compte.
Le standard est 160mm, et permet généralement d’interchanger les objectifs de microscopes différents. Cependant, certains microscopes utilisent des longueurs différentes, et il existe aussi des microscopes dits à correction infinie.
Les microscopes à correction infinie sont très intéressants car ils permettent d’ajouter des accessoires entre l’objectif et l’oculaire, comme par exemple un illuminateur vertical (utilisé dans les microscopes métallurgiques) ou encore des filtres polarisants. Ce type de microscope nécessite aussi des oculaires spécifiques.
Coverslip thickness
En général, une valeur est notée à droite de la longueur du tube. C’est ce que l’on appelle l’épaisseur de la lamelle couvre-objet, et comme son nom l’indique, définis l’épaisseur optimale de la lamelle qui sera placée sur l’objet. Si la lamelle est plus ou moins épaisse, cela se fera ressentir sur la qualité de l’image obtenue, qui pourra avoir moins de contraste.
Pour les microscopes métallurgiques, il faut évidemment une valeur nulle, habituellement noté 0 ou -.
Distance de travail
La distance de travail ou Working Distance est la distance nécessaire entre l’objet à observer et l’objectif. Elle est d’ordinaire élevée pour des zooms faibles, mais très courtes pour des zooms forts. Cependant certains objectifs ont une distance de travail bien plus élevée que la moyenne est sont notés:
- LWD pour “long working distance” ou encore distance de travail longue
- ULWD pour “ultra-long working distance”ou encore distance de travail très longue
Ces objectifs spéciaux sont utiles pour des applications spécifiques.
Références
Cette page s’appuie principalement sur cet article de microbehunter.
Microbehunter est l’une des meilleures références au niveau de la vulgarisation autour de la microscopie, et il existe aussi une chaine youtube très instructive.
Cependant le site et les vidéos sont en anglais.