Entendiendo las Aberraciones Ópticas: Guía para Artistas y Diseñadores

Aberraciones Ópticas en Lentes: Un Análisis Detallado

Las aberraciones ópticas son imperfecciones en la formación de la imagen producidas por las lentes. A continuación, se describen las principales:

Tipos de Aberraciones Ópticas

Aberración Esférica

Las lentes esféricas no dirigen todos los rayos paraxiales a un foco común, lo que resulta en una falta de nitidez. Un punto del objeto no se reproduce como un punto en la imagen.

Aberración Cromática

Esta aberración se manifiesta de dos formas:

• Aberración Cromática Axial: La refracción varía según la longitud de onda de la luz, siendo mayor para longitudes de onda más cortas. Esto causa dispersión espectral y la longitud focal varía según el color de la luz. El foco para el azul está más cerca de la lente que el foco para el rojo.
• Aberración Cromática Lateral: Produce flecos de color disperso en los bordes de la imagen. Es una aberración no axial, con efecto nulo en el centro óptico, pero que aumenta con el ángulo de campo. Empeora con mayor distancia focal y no se reduce disminuyendo la abertura del diafragma.

Coma

La zona central de la lente forma una imagen puntual correcta, pero las zonas sucesivas forman círculos cada vez más amplios y desplazados, creando una forma de V similar a una cometa.

Curvatura de Campo

Es imposible obtener una imagen nítida en toda la superficie. Al enfocar el centro, los bordes se ven borrosos, y viceversa. Los puntos del plano del objeto alejados del eje óptico están más lejos del centro del objetivo y forman puntos de imagen más cercanos.

Astigmatismo

Se generan dos superficies curvadas próximas al punto de foco real. Se distinguen:

• Astigmatismo Radial: Las imágenes de puntos no axiales aparecen como pequeñas líneas que irradian desde el eje óptico.
• Astigmatismo Tangencial: Las imágenes de puntos no axiales aparecen como líneas tangenciales.

Distorsión Curvilínea

Ocurre al usar una barrera para corregir otras aberraciones. Si la barrera se sitúa delante o detrás del objetivo, el haz de rayos no atraviesa el centro, sino una región periférica, sufriendo distorsión. Se distinguen:

• Distorsión Barrilete: Hacia dentro, si la barrera está entre el objetivo y la película.
• Distorsión en Cojín: Hacia fuera, para barreras situadas del lado más cercano al objeto.

Corrección de Aberraciones en Lentes Simples

Las aberraciones son inherentes a los objetivos, especialmente en lentes simples. Se pueden reducir cerrando la abertura del diafragma o mediante filtrado selectivo. Los objetivos compuestos, con hasta 20 elementos, están mejor corregidos en diseño y fabricación.

Las aberraciones geométricas se corrigen controlando las formas de los componentes y usando materiales con diferentes cualidades refractantes. Las aberraciones cromáticas se corrigen combinando elementos de materiales con diferentes características de dispersión. Para otras aberraciones, se elige adecuadamente el cristal, la curvatura, el grosor del elemento y el espacio de aire.

Incluso en los objetivos mejor corregidos, persisten indicios de todas las aberraciones, combinándose para influir en la calidad final de la imagen.