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NOUVELLE / RECHERCHE

Optiska metaytor.

Lentilles "métalliques" plates et ajustables désormais un pas plus près de la réalité

Des chercheurs de l'université de Linköping ont développé des métasurfaces optiques en plastique conducteur pouvant être utilisées dans des capteurs, l'imagerie biomédicale, les vidéohologrammes et finalement aussi dans les caméras.

Calle Rosenqvist
CALLE@KAMERABILD.SE
Published

Dans un article de 2016 Kamera & Bild a pu rapporter sur un groupe de chercheurs de l'université de Harvard qui a réussi à développer un nouveau type de lentille plate - une lentille qui concurrencerait les lentilles traditionnelles. Lors du salon conceptuel Canon Expo 2023 au Japon, Canon a également présenté un prototype de lentilles plates avec des nanopiliers.  

Dongqing Lin och Magnus Jonsson, Linköpings universitet.

Le design des lentilles plates n'est cependant pas simple. Les tests effectués avec des métalentilles créées notamment en dioxyde de titane et en ce qu'on appelle des nano-ailettes, ouvrent la voie à une grande précision mais rendent difficile la mise au point ultérieure. Mais maintenant, l'université de Linköping annonce que le groupe de chercheurs qui a commencé en 2019 à utiliser du plastique - c'est-à-dire des polymères - pour pouvoir changer dynamiquement le point de mise au point sur les soi-disant métasurfaces créées dans la métalens. 

Maintenant, le groupe de chercheurs avec l'auteur principal de l'article, Dongqing Lin et Magnus Jonsson, professeur de physique appliquée à l'université de Linköping, annonce dans un article publié dans Nature Communications qu'ils ont réussi à améliorer les performances de leurs lentilles plates jusqu'à dix fois, en contrôlant la distance entre les antennes qui créent la métasurface elle-même - et ont réussi à créer une résonance où les antennes s'entraident et renforcent l'interaction lumineuse. 

Le phénomène est appelé « résonance collective de réseau » et permet aux métasurfaces de polymères conducteurs d'atteindre des performances suffisantes pour bien fonctionner avec la lumière. Les chercheurs ont réussi à les régler pour la lumière infrarouge, mais pas encore pour la lumière visible - ce qui sera également le prochain problème à résoudre.

Här en illustration av den ultratunna metalinsen. Linsen består av nanofenor på ett glassubstrat, och fokuserar det inkommande ljuset på en och samma punkt.

Dans les tests de laboratoire de 2016 et l'entreprise "Metalenz", les métalenses étaient 30 % plus nettes qu'un microscope de recherche, ce qui est impressionnant compte tenu à la fois de la taille et du coût de fabrication. À l'époque, on ne savait pas à quoi ressemblerait la possibilité de production de masse, même si on pensait que cela pourrait être résolu relativement facilement. En 2018, tous les problèmes avaient été résolus et l'étape suivante consistait à réduire la taille de la lentille.

La technologie fonctionne en contrôlant la vitesse des différentes longueurs d'onde (couleurs) à l'aide d'une sorte de labyrinthe pour les différentes couleurs. Grâce à ce qu'on appelle des nano-ailettes en dioxyde de titane, les couleurs peuvent être ajustées séparément, et ainsi l'aberration chromatique peut être atténuée. La lumière peut ensuite être focalisée avec une précision inférieure à la longueur d'onde de la lumière, ce qui ouvre la voie à une résolution plus élevée.

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