Lentille de focalisation
Microscopie acoustique

La base du microscope acoustique demeure la lentille acoustique, qui doit être taillée avec soin pour assurer une qualité d’image la meilleure possible.

La forte atténuation dans le liquide de transmission impose des rayons de courbure de lentille de l’ordre du dixième de millimètre. La fabrication de surfaces sphériques de cette dimension, polies à une qualité optique, est certes délicate, bien que sans comparaison avec la difficulté de réalisation de la forme asphérique idéale pour une focalisation rigoureuse. La différence de profil engendre alors un défaut, appelé aberration de sphéricité (ou aberration sphérique), qui doit être suffisamment faible pour ne pas trop affecter la qualité de l’image finale.

Cette aberration consiste, tout comme en optique, en un étalement de la tache focale dans la direction de l’axe de la lentille et dans la direction perpendiculaire. Chaque rayon converge alors à une distance différente de la lentille, les rayons paraxiaux focalisant plus loin que les autres. L’enveloppe de tous ces rayons définit une zone où le diamètre du faisceau est minimal, qui sera le foyer résultant en présence d’aberrations. La différence de distance focale entre rayons extrêmes, appelée communément aberration sphé-rique, est proportionnelle au carré du rapport des vitesses dans les deux milieux constituant le dioptre.

La figure 2 permet de comparer une focalisation obtenue avec une lentille optique à celle obtenue avec une lentille acoustique de même courbure. La seule différence concerne le rapport des vitesses de propagation qui est pour l’optique (dans le cas du dioptre air-verre) et pour l’acoustique (dioptre saphir-eau). Dans le premier cas, le diamètre de la tache focale minimale est de 40 µm, tandis qu’il est de 0,5 µm en acoustique pour un rayon de courbure de 0,85 mm et une ouverture sin . Ces valeurs doivent être en fait corrigées pour tenir compte de la diffraction : celle-ci élargit la tache focale d’une quantité...