Les téléphones et les drones seront bientôt équipés de caméras aussi fines qu'un cheveu.

Des scientifiques ont mis au point une nouvelle conception de lentille métallique multicouche qui promet de créer une nouvelle génération d'optiques portables bon marché, légères et puissantes pour les téléphones, les drones et les satellites.

Des chercheurs ont mis au point une lentille métallique multicouche capable de faire converger plusieurs couleurs simultanément, repoussant ainsi les limites fondamentales des lentilles monocouches. – Photo : Optics Express

Au lieu de se fier à une seule couche de métamatériau, l'équipe a empilé plusieurs couches, surmontant ainsi la limitation fondamentale des lentilles métalliques qui ne parviennent pas à faire converger simultanément plusieurs longueurs d'onde de lumière.

Cette méthode basée sur un algorithme a permis de créer des nanostructures sophistiquées en forme de quatre feuilles, d'hélices ou de carrés, offrant une efficacité, une évolutivité et une indépendance vis-à-vis de la polarisation de la lumière supérieures.

« Cette conception présente de nombreuses caractéristiques qui la rendent adaptée aux applications pratiques », a déclaré Joshua Jordaan, auteur principal de l’étude et chercheur à l’Université nationale australienne et au Centre d’excellence ARC pour les systèmes méta-optiques transformés (TMOS). « Grâce à son faible rapport d’aspect géométrique, sa fabrication est aisée, les couches peuvent être fabriquées séparément puis assemblées, elle est indépendante de la polarisation et son industrialisation est envisageable grâce aux technologies semi-conductrices existantes. »

Les lentilles métalliques sont beaucoup plus fines qu'un cheveu, voire bien plus fines que les lentilles optiques traditionnelles. Elles permettent d'obtenir des distances focales inaccessibles aux lentilles conventionnelles.

L'équipe a d'abord tenté de focaliser plusieurs longueurs d'onde à l'aide d'une seule couche, mais s'est heurtée à des limitations physiques. Se tournant alors vers des structures multicouches, elle a utilisé un algorithme d'optimisation inverse pour trouver des formes de métasurfaces adaptées, basées sur la double résonance électromagnétique (résonance de Huygens), ce qui a permis d'accroître la précision et de faciliter la production en série.

Ces nanostructures mesurent environ 300 nanomètres de haut et 1 000 nanomètres de large, une taille suffisante pour créer une carte de phase optique, permettant ainsi de focaliser la lumière selon des motifs arbitraires. « Nous pouvons même focaliser différentes longueurs d’onde à différents endroits pour créer un routeur de couleurs », a déclaré Jordaan.

Cependant, l'approche multicouche n'est actuellement réalisable que jusqu'à environ 5 longueurs d'onde, en raison de la nécessité de s'assurer que la structure est suffisamment grande pour la longueur d'onde la plus longue sans provoquer de diffraction aux longueurs d'onde plus courtes.

Dans ces limites, l'équipe estime que les lentilles métalliques pourraient s'avérer très utiles pour les systèmes d'imagerie mobiles. « Notre conception est idéale pour les drones ou les satellites d'observation de la Terre, car nous avons cherché à les rendre aussi compactes et légères que possible », explique Jordaan.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Optics Express .

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VNA

Source : https://tuoitre.vn/dien-thoai-drone-sap-co-camera-mong-nhu-soi-toc-2025092508534341.htm