Des lentilles plates - une vraie révolution dans le monde de l’optique
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Oubliez les objectifs qui coûtent une fortune ! Grâce à cette lentille vous pourrez produire des images de très haute résolution.

A présent les microscopes, les lunettes astronomiques et d’autres outils optiques utilisent des lentilles sphériques. Afin d’obtenir une image agrandie et nette tout en évitant les distorsions, il faut utiliser soit une lentille de grande taille, soit plusieurs lentilles placées à une certaine distance l’une de l’autre. Cela explique pourquoi les systèmes de microscopes sont d’habitude si grands et compliqués ou pourquoi les objectifs (télé ou macro) des appareils photo sont si longs.

Or, grâce au développement des nanotechnologies, il est déjà devenu possible de placer des caméras miniatures dans les smartphones. Cela signifie une chose - un jour ce système des lentilles sphériques pourra être remplacé par une lentille plate qui permettra de diminuer la taille des objectifs de façon considérable sans pour autant nuire à la qualité de l’image. Et il semblerait que ce jour viendra très prochainement.

Les chercheurs de l’Université de Harvard ont récemment présenté la première lentille plate ultra-mince qui fonctionne dans des longueurs d'onde allant de l’infrarouge au térahertz sans créer d’aberrations géométriques. Un outil d’un diamètre de 4 mm, aussi épais qu’un cheveu, permet d’agrandir l’image des objets minuscules afin de les voir en détail. Il est à noter que l’image obtenue a une résolution supérieure à celle donnée par les meilleurs microscopes qui existent à présent.

Afin de créer ce genre de lentille, les scientifiques ont utilisé les méta-matériaux - des matériaux artificiellement structurés à petite échelle. Ce type de matériel représente une plaque de quartz transparent couverte de millions d’antennes microscopiques faites de dioxyde de titan. Les antennes, chacune étant de quelques centaines de nanomètres de long et de large, interagissent avec la lumière de façon particulière en « divisant » un rayon de lumière en plusieurs parties et en les convergeant par la suite en un point focal, comme le font des lentilles sphériques.

Avec cela, cette lentille plate ne provoque pas ce que l’on nomme des aberrations géométriques étant une dérivation des rayons de lumière de la trajectoire idéale qui fait perdre la qualité à l’image.

« Potentiellement cette technologie est révolutionnaire. (…) Cette lentille pourrait être utilisée dans tout type de gadget, à commencer par les microscopes ou la caméra des téléphones portables », a fait savoir un des auteurs de la recherche Federico Capasso.

Il est envisagé que la production de ce genre de lentilles pourra être lancée dans un proche avenir, avec cela leur prix sera inférieur aux équivalents déjà existant dans le monde de l’optique.

Les scientifiques étaient à la recherche d’un matériel qui n’absorbe pas et ne disperse pas la lumière. Il fallait qu’il la converge avec un indice de réfraction élevé. En plus, il était nécessaire de choisir un matériel largement utilisé par l’industrie afin de lancer la production en série.

Au final, les chercheurs ont fait leur choix en faveur du dioxyde de titan, qui est utilisé dans la production de la peinture, des vernis et de la crème solaire.

La lentille plate a des caractéristiques qui lui permettront de produire des images ayant une résolution plus élevée que celle des images faites avec les objectifs optiques les plus chers.

« Des lentilles ordinaires sont polies à la main. Une petite faute commise nuit à la qualité de l’image. Notre lentille, qui pourra être utilisé dans plusieurs domaines, sera produite grâce à la lithographie », a expliqué Wei Ting Chen, un des chercheurs de l’Université de Harvard.

Plusieurs spécialistes s’accordent sur le fait que la découverte des scientifiques américains est un vrai progrès capable de changer radicalement la situation sur le marché de l’optique.

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