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Historique

La lentille en quartz de Nimrud, Assyrie — diam. 38 mm — vers 750 av JC (British museum)

Les premières lentilles optiques connues, antérieures à -700, ont été réalisées sous l'empire assyrien : il s'agissait alors de cristaux polis, la plupart du temps de quartz, et non de verre .

Il faut attendre l'essor des Grecs et des Romains pour que le verre soit utilisé comme matériau optique. Ceux-ci l'utilisent sous forme de sphères remplies d'eau pour en faire des lentilles destinées à allumer des feux (verre ardent), comme le décrivent Aristophane et Pline où à rendre des caractères très petits et peu distincts plus grands et plus nets (loupe), selon Sénèque.

Bien que l'on ne connaisse pas exactement la date de leur invention, les lunettes de vue auraient été décrites en 1299 par Sandro di Popozo dans son Traité de conduite de la famille : « Je suis si altéré par l'âge, que sans ces lentilles appelées lunettes, je ne serais plus capable de lire ou d'écrire. Elles ont été inventées récemment pour le bénéfice des pauvres gens âgés dont la vue est devenue mauvaise. » Cependant, à cette époque, les « verres » sont en fait fabriqués avec du béryl ou du quartz.

Le seul verre alors disponible, le verre sodocalcique ordinaire, ne permet pas de compenser les aberrations. Celui-ci évolue cependant, lentement, au court des siècles. Il est d'abord éclairci par l’emploi de cendres, qui contiennent du bioxyde de manganèse transformant l'oxyde ferreux en oxyde ferrique, beaucoup moins colorant. Puis, vers 1450, Angelo Barovier invente le « verre cristallin » (vetro cristallino) ou « cristal de Venise » (cristallo di Venezia), par amélioration du procédé précédent, notamment par purification des cendres. La chaux est introduite, d'abord dans un but économique au XIV^e siècle, puis de manière clairement intentionnelle au XVII^e siècle en Bohême, ce qui permet d'éliminer une part très importante d'impuretés. Cette pratique n'arrivera en France qu'au milieu du XVIII^e siècle. C'est à cette époque qu'apparaît, à la Manufacture royale de glaces de miroirs, l'élaboration d'un verre à glace composé de 74 % de silice, de 17,5 % de soude et potasse et de 8,5 % de chaux.

Ainsi, les premiers instruments d'optique complexes, telle que la lunette de Galilée (1609), utilisent des verres ordinaires sodocalciques (premiers verres crown), composés de sable, de soude, de potasse, et parfois de chaux qui, bien qu'adaptés aux vitrages ou aux bouteilles, sont peu adaptés au domaine de l’optique. En 1674, l'anglais George RavenscroftGeorge Ravenscroft, désireux de rivaliser avec le cristal de Venise et celui de Bohême, tout en étant moins tributaire des matières premières importées, remplace la chaux par l'oxyde de plomb afin de palier au manque de résistance à l'humidité du verre, inventant ainsi le cristal au plomb (premier verre flint, dont le nom est tiré de la pierre siliceuse anglaise de grande pureté utilisée), plus brillant que le verre ordinaire, composé de silice, d'oxyde de plomb et de potasse.

Schéma de principe d'une lentille achromatique

Chester Moore Hall (1703-1771), en utilisant les deux types de verres disponibles (sodocalcique crown et au plomb flint), invente les premières lentilles achromatiques. Ses travaux sont repris par John Dollond dans son Account of some experiments concerning the different refrangibility of light, publié en 1758.

La véritable révolution des verres optiques arrive avec le développement de la chimie industrielle, qui facilite la composition du verre, permettant ainsi de faire varier ses propriétés, telles que l’indice de réfraction et le coefficient de dispersion. Le chimiste allemand Otto Schott, entre 1880 et 1886, invente de nouveaux verres contenant des oxydes tels que la baryte anhydre (BaO) et l'acide borique anhydre (B₂O₃) avec lesquels il développe des baryum-crowns, des flints barytes et des borosilicates-crown.

Entre 1934 et 1956, d'autres oxydes sont utilisés. Puis, par l’ajout de phosphates et de fluorures, on obtient des phosphates-crown et des fluor-crown.

• verres spéciaux : verres d'oxydes d'éléments lourds (indice réfr. élevé, coeff. disp. faible)
• verres à partir de fluorures (ind. refr. élevé, coeff. disp. élevé
• années 80-90 : nouveaux verres où les oxydes sont remplacés par :
  • verres de chalcogénures (soufre, sélénium et tellure) - optique infrarouge + électronique
  • verres de fluorures - LASER puissance, matériaux passif fenetres, lentilles, matériaux actifs, objectifs photo qualité+++