Avec une douzaine de surfaces air-verre à traverser, ce processus pour s'étendre à l'infini jusqu'à ce que la lumière soit complètement éteinte. C'est pourquoi les opticiens ont mis au point un mécanisme pour supprimer ce phénomène indésirable.

Ainsi que je l'ai expliqué en détails à propos du choix des oculaires (consulter la page anglaise) la brillance d'une image est très importante et a un impact direct sur la netteté et le contraste. Les fabricants veillent en particulier à réduire ces effets afin d'améliorer la qualité de l'image. Ils parlent en termes de revêtements, de protection ou "coatings" anti-réflexion ou de verres à grande dispersion. Que signifient-ils et quels sont leurs effets sur les performances des optiques ?

De gauche à droite une lentille non traitée, enduite d'une simple couche anti-réflexion et d'un multicouche. De la première à la troisième image la transmission de la lumière s'est améliorée de 96 à 99.5% !

Les revêtements ou coatings

De nombreux objectifs, oculaires ou objectifs photographiques sont qualifiés de "full coated" (FC) tandis que d'autres sont "multicoated" (MC) ou "fully multicoated" (FMC)... Tous, aux dires des constructeurs, sont protégés par un revêtement anti-réflexion. Mais tous ces termes ne sont pas similaires. Ils représentent les caractéristiques de protections bien spécifiques.

La protection la plus simple contre la dispersion de la lumière et les réflexions parasites consiste à recouvrir chaque surface optique avec une fine couche de matériau anti-réflexion afin de réduire la perte de lumière. De la même manière que pour la fabrication des filtres interférentiels, la technique tire profit de la nature ondulatoire de la lumière. En particulier du phénomène d'opposition de phase de la lumière et de la dépendance du pouvoir de réflexion de l'indice de réfraction. En couvrant une surface avec un seule couche épaisse de 1/4l les opticiens peuvent éliminer les réflexions qui se produisent à cette longueur d'onde étant donné que les deux faisceaux de lumière présentent une opposition de phase de 180°.  Habituellement une lentille enduite d'une seule couche anti-réflexion, qualifiée de "single coated", optimise le pouvoir anti-réflexion pour la lumière verte (550 nm) au milieu du spectre visible. C'est pourquoi en utilisant des revêtements multicouches on parvient à réduire la dispersion de la lumière à différentes longueurs d'ondes du spectre visible.

Le principe des revêtements est de réduire la réflexion de la lumière sur la surface du verre. Si le revêtement présente un quart de longueur d'onde d'épaisseur et si le verre présente un indice de réfraction supérieur à celui du revêtement, les deux réflexions sont en opposition de phase et s'annulent. Pour une surface traitée multicouche la transmission peut être améliorée jusqu'à 3.5%.

Ce revêtement consiste en fait en un matériau anti-réflexion résistant aux rayures comme le fluoride de magnésium, le dioxyde de silicium ou de titane (MgF_2, SiO₂, TiO₂). Il est appliqué par un canon à électrons sur une ou plusieurs surfaces air-verre placées dans une chambre sous vide.

En théorie un verre non traité peut perdre plus de 4% de transmission en réflexion et dispersion de la lumière. Ce facteur est multiplié exponentiellement avec le nombre de lentilles. Ainsi dans un oculaire disposant de 6 lentilles la transmission chute à (0.96)⁶ = 78%.

Un simple revêtement anti-réflexion peut réduire la perte de transmission à 1.5% et des surfaces multicouches constituées de différents revêtements peuvent réduire ces pertes jusqu'à 0.25%. La transmission lumineuse de notre oculaire de 6 lentilles atteint maintenant 98.5%. Ceci explique pourquoi les revêtements multicouches ou "multicoated" offre le pouvoir de transmission le plus élevé et donne les images les plus contrastées.

A gauche un filtre non traité présente un large reflet dans la partie inférieure gauche. A droite un verre traité multicouche. La transmission s'est améliorée d'environ 4%. Document Dr C.K.Shene.

En théorie du moins, la qualité des revêtements se définit comme suit :

- Coated ou single-coated : une seule surface air-verre est enduite d'une seule couche de matériau anti-réflexion

- Fully coated : toutes les surfaces air-verre sont enduites d'une seule couche anti-réflexion

- Multicoated : au moins une surface air-verre est enduite d'un revêtement multicouche, les autres surfaces sont soit enduites d'une seule couche anti-réflexion soit tout simplement non traitées

- Fully multicoated : toutes les surfaces air-verre sont enduites d'un revêtement multicouche.

Aussi lorsque Celestron qualifie de "multicoated" les oculaires de la série Ultima ou ses Plössl enhanced, ce revêtement multicouche améliore sensiblement leurs performances si on les comparent à leurs oculaires Plössl "full coated".

Même chose pour les objectifs achromatiques. La lunette Megrez 80 SD de William-Optics était protégée par un revêtement MC. Elle n'est plus vendue et remplacée par la Megrez II 80 ED dont les lentilles sont protégées par un revêtement FMC. Selon le fabricant les réflexions internes sont réduites jusqu'à 40%.

En regardant de près la surface d'un oculaire "fully multicoated" (sans le démonter) vous devez apercevoir une réflexion vert foncée ou pourpre pour chaque surface air-verre. Dans un oculaire Plössl de Tele Vue par exemple il y a quatre réflexions (4 lentilles). Ces optiques présentent des reflets bleus-ambres (single coated) ou verts-pourpres (multicoated).

Si vous n'apercevez pas toutes les réflexions internes c'est parce que l'interface qui solidarise les lentilles paraît plus brillant que le multicouche déposé sur leur surface. Si le reflet présente la même couleur que la lumière incidente cela signifie que cette lentille n'est pas traitée.

A gauche une lentille traitée d'une simple couche anti-réflexion que les fabricants utilisaient dans les années 1950-70. A droite un objectif plus récent : ses réflexions vertes et pourpres nous indiquent que toutes les lentilles sont enduites d'une protection multicouche.

Prochain chapitre

La dispersion

Page 1 - 2 -