Astigmatisme et courbure de champ
Nous supposerons que la lumière est monochromatique et nous utiliserons des rayons non paraxiaux[1].
Si l'on fait arriver sur une lentille mince[2] un fin pinceau de rayons parallèles, provenant d'un point A placé à l'infini et situé en dehors de l'axe optique, on trouvera deux positions de l'écran d'observation où la section du faisceau lumineux[3] focalisé se réduira à un petit segment de droite.
Ces deux segments constituent les focales :
la focale tangentielle T perpendiculaire au plan de la figure
la focale sagittale située dans le plan de la figure.
Il n'y a pas de position de l'écran d'observation qui permette d'obtenir une image[4] ponctuelle de l'objet A, l'image observée est de dimension minimale et a une forme pratiquement circulaire pour une position de l'écran situé à égale distance des deux focales. Cette lentille présente un défaut d'astigmatisme.
Cette position de l'écran ne correspond pas à la position du plan de front[5] passant par l'image paraxiale et lorsque l'inclinaison des rayons varie par rapport à l'axe optique de la lentille le lieu des images ainsi obtenues est une surface courbe. On dit alors que la lentille présente un défaut de courbure de champ.
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L'aberration de courbure de champ est illustrée dans l'animation suivante :