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Pourquoi les objectifs avec contrôle de l’aberration du front d’onde sont un élément essentiel d’un microscope bien conçu

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Objectifs de microscope avec contrôle de l’aberration du front d’onde

Nous n’avons de cesse de faire avancer les domaines des sciences de la vie, de l’industrie et de la recherche médicale en concevant des équipements, des composants et des pièces optiques de haute qualité. Pour ce faire, nous proposons notamment aux fabricants de systèmes d’analyse d’images et d’imagerie microscopique les tout derniers objectifs de haute performance conçus pour être intégrés dans leurs dispositifs.

Lorsque nous nous entretenons avec les fabricants, nous constatons souvent qu’ils rencontrent des difficultés à faire en sorte que leurs systèmes produisent des images de qualité uniforme. Même les fabricants qui conçoivent des dispositifs de haute performance ne parviennent pas à assurer la qualité, le coût et les délais qu’ils promettent si des variations ou des erreurs importantes se produisent pendant leurs processus de fabrication en raison d’une efficacité insuffisante des objectifs intégrés à leurs microscopes. Ces constatations nous poussent à continuer à innover.

Les objectifs X Line représentent notre toute dernière avancée dans le domaine de l’imagerie. Lancés en 2019, ils surmontent les obstacles classiques de l’imagerie en combinant de hauts niveaux d’ouverture numérique, de correction de l’aberration chromatique et de planéité, trois paramètres essentiels qui n’avaient jamais été combinés jusqu’alors. Nous avons également doté ces objectifs d’un contrôle de l’aberration du front d’onde pour offrir aux fabricants de systèmes d’analyse d’imagerie et de microscopes une solution aux problèmes associés aux irrégularités de performances des objectifs.

La méthode de mesure standard des performances optiques d’un objectif est le rapport de Strehl. Il s’agit du rapport, exprimé en pourcentage, entre le rapport de convergence pouvant être obtenu dans un système optique réel comportant des aberrations et le rapport de convergence (ou l’intensité au centre) dans le champ d’image d’un système optique aplanétique idéal. Cela signifie que plus le rapport de Strehl est élevé, plus la qualité du système optique l’est aussi. À titre d’exemple, nos objectifs MPLAPON50X et MPLAPON100X possèdent un rapport de Strehl d’au moins 95 %.

Pourquoi l’aberration du front d’onde est-elle si importante ? Lisez la suite.

Comment le contrôle de l’aberration du front d’onde réduit-il les irrégularités de performances des objectifs ?

Les améliorations des performances des objectifs de microscope se sont fait grâce à une complexification et une miniaturisation de la structure interne des objectifs (figure 1). À cause de cette complexité, les objectifs ont tendance à présenter des différences en matière de qualité en raison d’erreurs de fabrication et, parfois, ces différences entraînent des irrégularités de performances du produit fini.

Structure d’un objectif de microscope

Figure 1 : exemple de groupe de lentilles complexe et compact à l’intérieur d’un objectif.

Pour réduire la probabilité que ces types d’irrégularités se produisent, les techniciens d’Olympus mesurent l’aberration du front d’onde lors des processus d’assemblage des objectifs X Line et d’autres types d’objectifs. L’aberration du front d’onde est provoquée par la déviation de l’image formée par rapport au front d’onde idéal et est l’un des critères de qualité que nous contrôlons.

Contrôle de l’aberration du front d’onde dans des objectifs de microscopeContrôle de l’aberration du front d’onde dans des objectifs de microscope

Figure 2 : des techniciens d’Olympus contrôlent l’aberration du front d’onde d’objectifs de microscope

En mesurant et en contrôlant l’aberration du front d’onde de chaque objectif pour le rapprocher de son état idéal (sans aberration), nous produisons des objectifs dont les performances optiques varient nettement moins que celles des objectifs classiques (voir la figure 3 (a) ci-dessous). Il en résulte une qualité constante, comme le montre la figure 3 (b).

Front d’onde quasi sans aberration avec les objectifs X LineFront d’onde quasi sans aberration avec les objectifs X Line

Figure 3 : exemples de fronts d’onde. (a) Gauche : front d’onde avec aberration (objectif classique). (b) Droite : front d’onde quasi sans aberration (objectif X Line).

Trois raisons d’intégrer des objectifs avec contrôle de l’aberration du front d’onde à un système d’imagerie

Voici les principales raisons d’intégrer des objectifs avec contrôle de l’aberration du front d’onde à vos microscopes :

  1. Des images stables et de haute qualité
    La qualité des images affecte la rapidité et la précision des mesures du logiciel d’un dispositif. Les objectifs avec contrôle de l’aberration du front d’onde peuvent fournir une très bonne qualité d’image d’une grande stabilité. Par conséquent, si la fiabilité compte dans votre produit fini, il est essentiel que vous intégriez un objectif avec contrôle de l’aberration du front d’onde.
  2. Réduction des coûts
    Un système d’imagerie qui ne fonctionne pas correctement en raison des irrégularités de performances des objectifs occasionnera des coûts supplémentaires. Par exemple, vous devrez peut-être abandonner l’objectif et en acheter un autre. Les objectifs avec contrôle de l’aberration du front d’onde peuvent réduire les coûts grâce à leurs performances élevées.
  3. Respect des délais de livraison des produits
    Un système qui doit assurer des performances élevées aura besoin de réglages supplémentaires pour s’adapter aux irrégularités de performances des objectifs. Cela peut engendrer des délais de production plus longs. En revanche, en adoptant des objectifs dont l’aberration du front d’onde a été contrôlée pour assurer une qualité constante, vous pouvez livrer vos produits dans les délais prévus. De plus, vous pouvez vous constituer un stock de secours d’objectifs fiables.

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OEM Manager

Bunryu Arashi works as an OEM manager at Olympus Scientific Solutions in Europe. With 12 years’ experience in microscope product development, Bunryu has designed objectives and camera adapters, as well as illumination optical systems for Olympus BX and CKX series microscopes. He has a master's degree in engineering from Osaka University in Japan.

nov. 16 2020
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