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    Metalenses, lentille optique plate et parfaite

    La métalense, la «lentille parfaite», vraie avancée dans le monde de l'optique. ©GettyImages/ Tais Policant

    Les « metalenses » sont des super-lentilles optiques de surface plane et aussi fine qu'une feuille de papier. Mises au point par des chercheurs américains leur nanostructure permet de concentrer toutes les couleurs de l’arc-en-ciel en un seul point focal sans aucune déformation de l’image. Cette « lentille parfaite » rendra bientôt obsolètes les objectifs intégrés de vos appareils photo, vos smartphones et les écrans des casques de réalité virtuelle.

    Depuis plus de 15 ans, les scientifiques testent toute sorte de nouveaux matériaux composites pour manipuler les ondes lumineuses. L’essentiel de leurs recherches consiste, par ailleurs, à réaliser des systèmes capables de rendre invisibles des objets. Derrière les secrets de fabrication de ces dispositifs, se cachent un ensemble de technologies : les méta-matériaux.

    Ces assemblages de matières variées et diverses se présentent sous la forme de structures spécialement agencées afin de détourner les ondes électromagnétiques ou toutes sortes de vibrations. La cape d’Harry Potter c’est bien, mais pourquoi ne pas employer ces techniques pour créer des loupes, des lentilles et des optiques parfaites. Les méta-matériaux corrigeraient toutes les imperfections des objectifs à base de verres grossissants. Leur principal défaut se nomme l’aberration chromatique, explication !

    La lumière visible que l’on appelle blanche, c’est-à-dire celle du jour, est composée en fait de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Hélas, les ondes lumineuses correspondant aux couleurs ne vibrent pas à l’identique présentant chacune une longueur d'onde spécifique et des fréquences qui dépendent du milieu dans lequel elles se propagent. Lorsqu’il traverse du verre, le rouge par exemple, sera dévié par la lentille différemment que le bleu. C’est la pagaille à l’arrivée, provoquant des bords colorés ou arc-en-ciel qui apparaissent dans les zones de contraste des photos. On amoindrit cette aberration en empilant plusieurs lentilles, au détriment bien sûr de la définition et de la luminosité au point focal où se forment les images. La lentille unique à base de méta-matériaux mise au point par l’équipe de l’Ecole d’Ingénierie et de Sciences appliquées de Harvard aux États-Unis élimine complètement cette aberration chromatique.

    La structure de cette super loupe est composée de nano-fils de dioxyde de titane délicatement agencés. Elle permet de concentrer l’ensemble du spectre des couleurs au même endroit et en très haute qualité. L’appareillage ultra plat est « plus mince qu'une feuille de papier », indiquent les chercheurs, qui ajoutent « la matière première que nous employons est déjà largement utilisée par les industriels ».

    Facile à fabriquer, économiquement rentable, cette nouvelle génération des Metalenses, nom donné par les scientifiques à leur dispositif, remplacerait avantageusement tous les dispositifs optiques que nous trouvons dans nos cameras, appareils photos, et surtout dans nos smartphones avec leurs objectifs rikiki et de qualité médiocre, ainsi que toutes sortes applications qui restent encore à imaginer.

    Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

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