L’oculaire est la composante du microscope qui agrandit l’image issue de l’objectif afin qu’elle puisse être vue par l’œil humain. Mais comment fonctionne-t-il ? À quoi sert-il ? Dans cet article, nous allons nous pencher sur les différents types d’oculaires, leur utilisation, leur mode de fonctionnement et leurs composants.
Comment les oculaires d’un microscope fonctionnent-ils ?
Les oculaires fonctionnent avec la participation des objectifs du microscope pour mieux agrandir l’image intermédiaire afin de révéler les détails de l’échantillon observé. Il faut généralement combiner les objectifs avec des oculaires adaptés au type et à la correction d’objectif quand on souhaite obtenir les meilleurs résultats en microscopie.
Lecture des inscriptions d’un oculaire
Les oculaires portent souvent l’inscription UW qui est l’abréviation de « Ultra-Wide » en anglais. UW désigne un champ de vision ultra-large. En fonction des fabricants, les oculaires peuvent porter aussi la désignation H pour indiquer une pupille de sortie élevée. La mention H sur un oculaire indique à l’utilisateur du microscope qu’il doit porter des lunettes pendant l’observation de ses échantillons.
Ces inscriptions ne sont pas les seules présentes sur les oculaires. On retrouve aussi la mention :
- HE : pour grand tirage d’anneau ;
- SWF et SW : pour super-grand champ ;
- UWF : pour ultra-grand champ ;
- WF : pour grand champ ;
- CF : pour les oculaires qui doivent être utilisés avec des objectifs corrigés pour les aberrations.
Le grossissement de l’oculaire est marqué sur le corps de l’outil sous la forme de BX (avec B le nombre de fois que l’oculaire grossit les images). Si vous lisez 10X sur un oculaire, cela signifie qu’il agrandit l’image 10 fois. En plus de l’indication du grossissement, les oculaires compensateurs portent souvent l’inscription K, C ou Comp. Quant aux oculaires utilisés avec les objectifs à champ plat, on retrouve souvent l’inscription Plan-comp. L’inscription A/XX (par exemple A/24) précise que l’indice de champ est XX (ou 24 dans notre exemple), ce qui représente le diamètre (en millimètres) du diaphragme fixe dans l’oculaire.
Les oculaires sont également équipés d’une vis de serrage (pour fixer leur position) et d’un réglage de la mise au point. Aujourd’hui, les fabricants proposent souvent des oculaires avec des œilletons en caoutchouc qui facilitent l’observation en empêchant la lumière ambiante d’être réfléchie à la surface de la lentille. Ceux-ci permettent de positionner les yeux à la bonne distance de la lentille avant.
Les différents types d’oculaires simples : positifs, négatifs et modifiés
Regroupés selon la disposition du diaphragme et des lentilles, on peut dénombrer deux grands types d’oculaires : les oculaires positifs (ou oculaires de Ramsden) avec un diaphragme situé sous les lentilles de l’oculaire et les oculaires négatifs (ou oculaires de Huygens) qui ont un diaphragme interne.
Les oculaires négatifs possèdent deux lentilles distinctes :
- La lentille inférieure : souvent appelée le verre de champ, elle est située sous le diaphragme ;
- La lentille supérieure : appelée le verre d’œil, c’est la lentille qui est la plus proche de l’œil de l’observateur.
Dans leur forme la plus simple, les verres de champ et d’œil sont plan-convexes, et les côtés convexes font face à l’échantillon. À mi-chemin (entre ces deux lentilles environ) se trouve un diaphragme interne ou une ouverture circulaire fixe. Lorsque l’on regarde dans le microscope, c’est la taille du diaphragme qui définit le champ de vision circulaire observé.
Les oculaires couramment utilisés dans les microscopes
Voici les oculaires que vous rencontrerez couramment dans les microscopes :
Oculaire de Huygens
Le modèle le plus simple d’oculaire négatif que vous rencontrerez est l’oculaire de Huygens. Il équipe la majorité des microscopes pédagogiques et de laboratoire qui sont dotés d’objectifs achromatiques. S’il est vrai que les verres de champ et d’œil de l’oculaire de Huygens ne sont pas bien corrigés, il faut savoir que leurs aberrations ont tendance à s’annuler l’une l’autre.
Les oculaires négatifs les plus fortement corrigés possèdent un verre d’œil avec deux ou trois lentilles accolées. Si vous êtes face à un oculaire qui n’a que le grossissement inscrit sur son corps, il s’agit certainement d’un oculaire de Huygens. C’est un modèle particulièrement indiqué pour une utilisation avec des objectifs achromatiques de grossissement allant de 5X à 40X.
Oculaire de Ramsden
Encore appelé l’oculaire positif, l’oculaire de Ramsden possède un diaphragme placé sous ses lentilles. C’est le deuxième plus grand type d’oculaire simple. L’oculaire de Ramsden est équipé d’un verre de champ et d’un verre d’œil qui sont également plan-convexes. Seulement, son verre de champ est installé avec la surface incurvée orientée vers le verre d’œil. Le plan focal avant de cet oculaire se trouve au niveau de son diaphragme, sous le verre de champ. C’est cette configuration qui lui permet de s’adapter facilement à l’installation de réticules. Les deux lentilles de l’oculaire de Ramsden peuvent être accolées pour offrir une meilleure correction.
Oculaires simples modifiés
L’oculaire de Kellner est une version modifiée de l’oculaire de Ramsden. Ces oculaires améliorés présentent une pupille de sortie plus haute que celle de l’oculaire de Huygens ou de Ramsden. Ils offrent un champ de vision beaucoup plus large et contiennent un doublet de lentilles collées l’une à l’autre. L’intérêt pour ces oculaires modifiés reste limité à une utilisation avec des objectifs achromatiques de faible grossissement, bien qu’ils fonctionnent mieux que leurs homologues simples à une seule lentille.
Oculaires compensateurs
Les oculaires simples comme les modèles de Ramsden, de Huygens et de leurs homologues achromatiques ne corrigent pas l’inégalité chromatique du grossissement résiduelle dans l’image intermédiaire. Cela est encore plus flagrant quand ils sont associés à des objectifs fluorites, apochromatiques ou achromatiques de fort grossissement. Les fabricants produisent alors des oculaires compensateurs comme alternative. Ceux-ci introduisent une erreur chromatique identique, mais inversée dans les lentilles. Les oculaires compensateurs peuvent être de type négatif ou positif. Ils peuvent être utilisés à toutes les variations des objectifs plans et à tous les grossissements avec des objectifs apochromatiques ou fluorites.
En conclusion, retenez simplement que l’oculaire est le système optique d’un microscope. Il est dirigé vers l’œil de l’observateur et permet d’examiner l’image fournie par l’objectif. Son rôle principal est d’agrandir l’image intermédiaire provenant de l’objectif du microscope afin de révéler les détails de l’échantillon observé. Il existe plusieurs types d’oculaires : les modèles simples (positifs, négatifs et modifiés) et les modèles composés (obtenus par combinaison des caractéristiques des modèles simples).
