Lorsque les ondes lumineuses sont cassées dans la mauvaise direction, des éléments optiques extrêmes sont possibles - Des chercheurs américains construisent des objectifs avec la distance focale la plus courte possible
Boston (États-Unis) - Avec une distance focale d'à peine douze millions de millimètres, les chercheurs américains dans le domaine de l'éclairage établissent un nouveau record pour les lentilles optiques. Avec un cristal photonique de matériaux semi-conducteurs, la lentille record qui fonctionne dans le domaine infrarouge peut améliorer les réseaux de données optiques et augmenter la capacité des réseaux à fibres existants. Les scientifiques présentent les détails de l'objectif déjà en attente de brevet dans la revue Applied Physics Letters.
"Nous avons fabriqué le premier objectif à indice de réfraction négatif concave pour les fréquences de télécommunication à mise au point ultra-courte", explique Srinivas Sridhar de la Northeastern University à Boston. La lentille d'enregistrement de ce que l'on appelle le métamatériau est construite. Elle coupe les ondes lumineuses dans l'autre sens, comme c'est le cas avec tous les matériaux de lentilles d'origine naturelle. En détail, la lentille est constituée des composés semi-conducteurs nanostructurés composés de phosphure d’indium et de phosphure d’arsenic de gallium et d’indium. La lentille, avec un rayon de courbure de seulement 20 microns, contient de minuscules cavités remplies d’air, d’un tiers de diamètre environ, dans un arrangement strictement symétrique.
Les métamatériaux ont fait sensation ces derniers mois en tant que matériaux potentiels pour les capsules furtives. En raison de leurs propriétés optiques particulières - ici un indice de réfraction de moins de 0,7 -, ils peuvent diriger les ondes lumineuses autour d’un objet de telle sorte qu’il ne soit en principe pas perceptible par les yeux de l’observateur. Si cette recherche sur le capot furtif en est encore à ses balbutiements, de nouveaux composants optiques à base de métamatériaux commencent à faire leur apparition.
L'équipe autour de Srinivas Sridhar souhaite maintenant intégrer son objectif infrarouge centré sur l'enregistrement à des composants optiques utilisables. En principe, les lentilles à indice de réfraction négatif sont également possibles pour les ondes lumineuses dans le domaine visible du spectre électromagnétique. Cela pourrait conduire à des objectifs extrêmement compacts mais puissants. "On réapprend l'optique depuis le début", le physicien Stefan Linden de l'Université de Karlsruhe a également évalué le potentiel des métamatériaux.