Brevet FR2003751A1 — publié le 19691114

î 2003751 On connaît déjà des systèmes optiques qui permettent de réaliser une achromatie des longueurs d'ondes du domaine spectral infra-rouge. Ils sont surtout caractérisés par le choix des matériaux spéciaux perméables aux rayons infrarouges. Les objectifs achromatiques en silicium-germanium peuvent par exempie 5 être achromatisées pour les longueurs d'ondes au delà de 1,9/Um , mais elles sont imperméables aux longueurs d'ondes inférieures à l,9yum ; Tes objectifs achromatiques en fluorure de lithium-quartz qui écartent l'abération chromatique pour la zone des longueurs d'ondes entre 0,2/umet 1,6 /jm , présentent toutefois déjà selon le genre du quartz ou du verre quartzeux des bandes d'absorption gênantes 10 pour des longueurs d'ondes égales ou supérieures à 2,6/um. Pour divers appareils optiques comme par exempte pour les photomètres multizônes on a besoin d'objectifs orthoscopiques qui doivent être perméables au rayonnement de plusieurs domaines spectraux différents, tel que le rayonnement visible et le rayonnement infra-rouge. Ainsi est soulevé en même temps l'exigen-15 ce d'une correction de l'aberration chromatique de position de ces objectifs. Les objectifs achromatiques connus ne répondent pas à de telles exigences. La présente invention s'est fixée le but de créer un objectif qui soit éminemment perméable au rayonnement visible et infra.-rouge du domaine spectral et qui soit en même temps chromatiquement corrigé pour une utilisation du domaine spec-20 tral de 3,5yum à 5,5yum . L'invention a pour base un objectif achromatique en deux parties constitué d'une lentille convergente disposée frontalement suivie d'une lentille divergente, le nombre d'Abbé de la lentille convergente étant supérieur et son indice de réfraction inférieure aux données correspondantes de la lentille divergente. 25 Dénommé altachromat, il s'agit d'un système dans lequel l'aberration d'ouverture est corrigé en même temps que l'aberration chromatique longitudinale. Compte tenu du but à atteindre ci-dessus exposé, il s'avère nécessaire de définir comme suit un nombre d'Abbé 4,5 jum en rapport avec l'util isation du domaine spectral recherché r n A 4,5/Um 30 i/ 4,5 /M™ n3,5yum - n5,5/jm Dans cette formule n„ _ , nA c et nc c signifient les indices de o, 5/um 4,5 jum o,ojum réfraction des matériaux optiques à utiliser pour les diverses lentilles avec des I ongueurs d'ondes de 3,5yum, 4,5 yum et 5,5 yum . . . 35 Dans le tableau ci-après, se trouvent indiqués les valeurs F 4,5yum et 6901809 2 2003751 les valeurs divers matériaux appropriés à îa fabrication d'objectifs achromatiques conformes à l'invention : Matériau y 4,5 m ° 4, 5yU m FLUORURE DE BARIUM SAPHIR ( Al2 03 ) OXYDE DE MAGNESIUM 39,8 6,3 10,4 1,454 1,6515 1,6533 On peut donc constituer des objectifs achromatiques par exemple avec les combinaisons de matériaux suivants : La lentille convergente en fluorure de barium et la lentille divergente en saphir, ou la lentille convergente en fluorure de barium et la lentille divergente en oxyde de magnésium. ï 5 Avec ces combinaisons de matériaux le rapport du nombre d'Abbé de la lentille convergente à celui de la lentille divergente, est égal à 6,3 ou 3,8 cependant que les indices de réfraction des lentilles se différencient au moins de 0,19. Le dessin joint représente pour une explication plus détaillée, deux exero- 20 pies d'exécution conformes à l'invention. - la figure 1 représente un objectif achromatique en fluorure de barium -saphir en coupe longitudinale - la figure 2 représente un objectif achromatique en fluorure de barium -oxyde de magnésium également en coupe longitudinale. 25 Les deux objectifs onf été corrigés chromatîquement pour une utilisation du domaine spectral de 3,5pm à 5,5yUm. Les données des sytèmes représentés sur les figures 1 et 2 sont pour chacun relatives â une distance focale totale de 100 et un rapport d'ouverture de 1 : 1 0« 30 Ces données ont été résumés dans les tableaux î et il. TABLEAU 1 (pour la figure 1) Rayon de la courbure mm Epaisseur axiale ou Ecart d'Air mm Indice de Réfraction n4,5^um Valeur de 4,5/Um rt= +46,9 : dT =1,02 1,454 39,8 OR»?»*»*/ 6901809 3 2003751 r2 =-217,4 r3 = - 54,6 r4 =-64,2 ^ = 1,02 d2 = 1,02 : 1,6515 6,3 TABLEAU II (pour la figure 2 ) Rayon de la courbure mm Epaisseur axiale ou Ecart d'Air mm Indice de Réfraction . n 4,5 /jm Valeur de 4,5ytim r5 =+ 43,4 r6 =- 201,1 Xj = - 64,5 r8 =~ 88/5 d3 = 1,81 $2 " 1/09 d4 = 1,81 1,454 1,6533 39,8 10,4 6901809 4 À- U \J i 8 REVENDICATIONS \° / Objectif achromatique en deux parties constitué par une lentille convergente disposée frontalement et à la suite de celle-ci une lentille divergente, le nombre d'Abbé de la lentille convergente étant situé en dessus et son indice de réfraction en dessous des données correspondantes de la lentille divergente 5 2°/ Objectif selon la revendication 1 caractérisé par l'emploi d'une len tille convergente en fluorure de barium et d'une lentille divergente en saphir 3°/ Objectif selon la revendication 2 caractérisé en outre par les données de construction suivante et d'un nombre d'Abbé défini par la formule : li n4,5ytim — ^ 10 ' 4,5 yum n3,5/um "5,5^171 les rayons des courbures pouvant s'écarter de + 1/1000 de leur longueur ainsi + 0,03 f~ que les épaisseurs et l'écart d'air de - 0,02 f des données indiquées dans le tableau : 15 Rayon de la courbure mm Epaisseur axiale ou Ecart d'Air mm Indice de la Réfraction . n 4,5 /m Valeur 4,5 //m = + 46,9 r, =- 217,4 20 2 r3 =- 54,6 dj = 1,02 f, = 1,02 d2 = 1,02 1,454 1,6515 39, a 6,3 r4 =" 64,2 25 4°/ Objectif achromatique en deux parties selon la revendication 1, ca ractérisé par l'emploi d'une lentille convergente en fluorure de barium et d'une lentille divergente en oxyde de magnésium. 5°/ Objectif selon la revendication 4 caractérisé en outre par les donnée^ de construction suivantes pour une distance focale totale de f = 100 mm et avec 30 le nombre d'Abbé 4,5 um, défini dans ta revendication 3, les rayons des cour» ~i~ ' / bures pouvant s'écarter de - 1000 de leur longueur ainsi que les épaisseurs et l'écart d'air de * 0*02 f des données indiquées dans le tableau : 6901809 5 2003751 Rayon de la courbure mm Epaisseur Axiale ou Ecart d'Air mm Indice de la Réfraction . n 4,5 /Um Valeur 4,5 yum r =+ 43,4 d3 = 1,81 1,454 39,8 r6 =- 201,1 t2 = 1,09 r7 = - 64,5 à, = 1/81 1,6533 10,4 r8 = - 88,5