Ditulis Oleh : Zakaria Effendi, A.Md.R.O., S.K.M., M.M
Aberasi ialah ketidakmampuan lensa untuk membawa semua sinar datang ke sebuah titik bayangan yang dikehendaki. Aberasi merupakan penyimpangan dalam pemfokusan cahaya oleh lensa yg mengakibatkan efek atau cacat bayangan pada lensa. Ada lima aberasi yang terjadi karena bentuk lensa (Aberasi Seidel). Ini adalah:
- aberasi spheris
- koma
- astigmatisme oblique
- daerah kurva /curvature of field
- distorsi
Aberasi kromatis: Aberasi kromatis berhubungan dengan nomor Abbe dari material dan power lensa. Makin rendah nomor Abbe dan makin tinggi power maka aberasi kromatis makin terlihat.
Aberasi kromatis menyebabkan buram karena terjadi pemisahan cahaya yang datar berwarna putih ke unsur–unsur pokok panjang gelombang. Sinar-sinar yang dibiaskan tidak pada optikal axis Aberasi ini cukup besar bila kekuatan lensa cukup tinggi.
Aberasi – Kromatik dan Monokromatik
Aberasi yang menyebabkan cacat suatu bayangan yang dibentuk oleh sistim optik terutama disebabkan oleh aberasi monokromatik – yaitu aberasi yang terjadi bila terdapat cahaya yang mempunyai panjang gelombang tunggal. Aberasi kromatik menimbulkan cacat dalam bayangan yang dihasilkan oleh elemen-elemen optik , dan disebabkan oleh indeks refraktif dari material yang digunakan. Dalam keadaan normal, banyak panjang gelombang cahaya yang jatuh ke lensa atau ke sistim lensa. Oleh karena itu, komponen kromatik akan ditemukan dalam semua aberasi monokromatik. Bila aberasi kromatik sudah ditiadakan, banyak yang mengira bahwa sebuah sistim sudah bebas aberasi. Namun, beberapa aberasi dapat dihasilkan dari cahaya monokromatik dan ini dikenal dengan nama Aberasi Monokromatik. Beberapa buku teks juga menyebut aberasi ini sebagai Aberasi Seidel (sesuai dengan penemunya) atau Aberasi Tingkat Tiga / Third Order Aberrations
Aberasi monokromatik termasuk :
Aberasi spheris, koma, astigmatisme sinar datang yang oblique – kesemuanya mempunyai kualitas bayangan yang cacat; Daerah kurva/Curvature of field, distorsi – yang meskipun bayangan yang diterima sudah tajam, tetapi disatu sisi penampilannya tidak sempurna.
1. Aberasi Spheris
Aberasi spheris dihasilkan bila sinar dari obyek axial direfraksi oleh bagian peripher lensa. Ini berarti obyek terletak pada axis optik atau sinar datang parallel ke axis optik. Bila jarak sinar datang ke kutub lensa bertambah, maka vergence sinar yang keluar akan bertambah pula. Efek ini sama dengan bila power lensa bertambah menuju peripheri. Aberasi spheris terjadi karena adanya perbedaan daerah atau permukaan sistem optik yang memiliki panjang vokal yang berbeda.
Mengurangi aberasi spheris: Meskipun lensa dapat dirancang agar aberasi spherikalnya berkurang (kebanyakan pada instrumen optik), namun bagi pemakai kacamata atau perancang lensa kacamata, aberasi ini tidak terlalu dirasakan. Hal ini disebabkan karena pupil bertindak sebagai lubang /jendela pembatas yang hanya memakai bagian kecil dari lensa.
2. Aberasi Koma
Dapat dianggap sebagai aberasi spheris yang miring / oblique sphericall aberration. Aberasi koma terjadi bila sinar “ yang obliq atau miring yang dibiaskan oleh sebuah permukaan sistem optik yang lebar. Juga tejadi karena kegagalan lensa membentuk bayangan yang tajam untuk sinar-sinar yang datang mengenai bagian tengah lensa dan sinar-sinar yang datang mengenai bagian tepi lensa pada suatu titik yang sama.
Mengurangi koma:
Sekali lagi, meskipun lensa dapat dirancang agar koma-nya berkurang (merupakan bahan pertimbangan untuk banyak instrumen optik), namun koma kurang dirasakan oleh pemakai kacamata atau perancang lensa kacamata. Seperti aberasi spheris, hal ini disebabkan karena pupil bertindak sebagai lubang /jendela pembatas yang hanya memakai sebagian kecil dari lensa.
3. Astigmatisme Oblique
Astigmatisme Oblique terjadi ketika titik off-axis direfraksikan dekat axis optik dan bayangan menjadi buram karena sifat astigmatisme dari sistim ini. Astigmatisme Oblique dikenal pula dengan astigmatisme radial atau marginal. Sudut datang yang oblique menyebabkan pembentukan bayangan dari cahaya pensil ke dua titik fokus/ foci, dan menyebabkan dua garis bayangan yang dipisahkan oleh interval of Sturm, sama keadaannya dengan astigmatisme axial.
‘Zona bayangan’ mewakili bagian lensa yang dipakai – yaitu bagian lensa yang tidak termasuk sinar-sinar yang dibatasi oleh pupil stop.
Pensil tidak difokuskan ke sebuah sumber titik melainkan difokuskan ke dua garis fokal. Hal ini juga terjadi untuk kesalahan refraksi dimana bayangan dibentuk dari axis optik, tetapi dalam kasus ini garis fokalnya dibentuk sepanjang axis oblique ke axis optik, bukannya sepanjang axis optik saja. Ingat bahwa saat ini kita membahas terjadinya astigmatisme karena sinar jatuh yang oblique, dan tidak ada aberasi spheris dan koma. Kedua aberasi ini dapat lebih-lebih mempengaruhi bayangan. Agar lebih mudah, saat ini aberasi tsb dianggap minimal.
4. Curvature of field
Penyebab:
Bila tidak ada aberasi lainnya, maka bayangan yang dibentuk oleh lensa kacamata dari sebuah obyek bidang akan melengkung. Bidang bayangan yang melengkung ini disebut permukaan Petzval. Permukaan Petzval ialah permukaan yang bebas dari semua astigmatisme. Bila sebuah layar dengan kelengkungan yang persis sama, diletakkan di posisi permukaan Petzval, maka bayangan yang dibentuk menjadi tajam sempurna. Di mata, karena bayangan dibentuk di retina yang permukaannya melengkung, curvature of field tidaklah merupakan problem dibandingkan di alat-alat optik (contoh kamera). Idealnya dimata, permukaan Petzval yang dibentuk oleh lensa harus tepat sama dengan titik spheris jauh mata. Sebagai tambahan, posisi permukaan Petzval harus diatur sedemikan rupa sehingga titik tengah kelengkungannya tepat berada di titik tengah rotasi mata.
Mengurangi Curvature of field:
Curvature of field menyebabkan masalah untuk pembuat instrumen, terutama perusahaan pembuat kamera yang harus memproduksi sebuah bayangan dari bidang film. Ini bukanlah problem yang berarti untuk perusahaan lensa kacamata karena bidang retina juga melengkung
5. Distorsi
Distorsi adalah merupakan suatu aberasi yang terjadi bukan karena tajamnya bayangan, tetapi karena perbedaan besaran pada bagian – bagian benda yang jaraknya berbeda – beda terhadap sebuah lensa
Bilamana sistim optik mempunyai sebuah setopan, maka bayangan menjadi jelas tetapi terdistorsi sehingga bayangan bukan merupakan reproduksi sebenarnya dari obyek. Bayangan terletak di bidang tunggal tetapi titik-titik marginal dipindahkan dari titik tengah bayangan dibandingkan posisi sesungguhnya di obyek. Makin jauh titik marginal dari titik tengah obyek (dan axis optik), makin jauh titik tsb dipindahkan di bayangan.
Distorsi positif, yang dikenal dengan distorsi barrel, terjadi bila titik-titik marginal bayangan dipindahkan ke arah titik tengah bayangan dibandingkan posisi semula di obyek.
Distorsi negatif, yang dikenal dengan distorsi pincushioni, terjadi bila titik-titik marginal dipindahkan berlawanan arah dari titik tengah bayangan dibandingkan posisi semula di obyek, seolah-olah bayangan ditarik keluar dari pinggir-pinggirnya.
Referensi :
International Centre for Eyecare Education (2000) Program Edukasi Presbiopia. Cooperative Research Centre for Eye Research and Technology (CRCERT) Sydney, Australia
Ian Norman (2015) A Practical Guide to lens Aberrations and the Lonely Speck Aberration Test. Lonelyspeck.com