Introduction

Comme il a été rappelé dans l'introduction, le rôle premier d'un microscope est d'améliorer la vision de petits objets par un observateur humain. Les deux caractéristiques essentielles de cet instrument sont donc son grossissement et sa limite de résolution. Pour un objectif 'limité par la diffraction' et non par ses défauts ou aberrations, la limite de résolution r est proportionnelle à la longueur d'onde (moyenne) de travail λ et inversement proportionnelle à son ouverture numérique objet , soit . La valeur précise de la constante Cte est quelque peu arbitraire ; pour le critère de Rayleigh en éclairage incohérent, celle-ci vaut ~0,61 (voir cours d'optique de base ou [ ]). On rappelle que l'ouverture numérique objet de l'objectif est définie par où n est l'indice de réfraction du matériau entre l'objet et l'objectif et est l'angle maximal par rapport à l'axe optique des rayons issus de l'objet entrant utilement dans l'objectif. On utilise donc en microscopie des objectifs de très forte ouverture numérique particulièrement bien corrigés des aberrations. De tels objectifs, qui nécessitent de nombreuses lentilles très précisément positionnées les unes par rapport aux autres, sont relativement fragiles et très coûteux. Par ailleurs, pour obtenir les meilleures résolutions, il est intéressant de travailler dans un milieu objet d'indice supérieur à 1, comme l'eau (n ≈ 1,33) ou surtout l'huile d'immersion (huile de cèdre ou huile synthétique, n ≈ 1,52), afin de pouvoir utiliser des ouvertures numériques supérieures à 1. Ainsi les objectifs de plus fort grandissement (×100) sont en général des objectifs à immersion (dans l'huile) dont les ouvertures numériques dépassent couramment 1,25.

L'utilisation de tels objectifs, d'ouverture numérique élevée et dépourvus d'aberrations notables, pose quelques problèmes spécifiques que ce paragraphe se propose de vous présenter.