Bon nombre de ces objets sont volumineux : pensons aux longs télescopes, ou même à la caméra formant une bosse sur les téléphones. Si cette bosse est là, c’est parce qu’il n’est pas possible de rendre le système de lentilles de la caméra aussi mince que le téléphone. Mais des physiciens de l’Université d’Ottawa, les professeurs Jeff Lundeen et Robert Boyd ainsi que le stagiaire postdoctoral Orad Reshef, ont trouvé comment réduire son épaisseur en concevant la « lame d’espace ».
Dans sa description de la lame d’espace, M. Reshef, l’auteur principal de l’article récemment publié par le groupe dans Nature Communications, explique que la lumière s’étend naturellement lorsqu’elle voyage et que tous les dispositifs optiques actuels tablent sur cette caractéristique. Les dispositifs d’imagerie modernes, comme les télescopes et les appareils photo, ont besoin d’un espace entre les lentilles pour bien fonctionner. Par exemple, on trouve dans chaque télescope, entre l’oculaire et l’objectif, un grand espace où la lumière peut s’étendre. La lame d’espace crée cet étalement, mais sur une distance potentiellement très courte, ce qui pourrait réduire l’écartement requis entre les lentilles d’un dispositif d’imagerie (comme une caméra). La méthode consiste à manipuler les rayons de lumière en fonction de leur direction plutôt que selon l’endroit où ils frappent, comme dans les dispositifs optiques anciens et actuels tels les lentilles.
En combinant la lame d’espace à une métalentille, une nouvelle nanotechnologie produisant des lentilles minces et plates, les chercheurs pourraient créer des dispositifs d’imagerie optique fins comme une feuille de papier. Cette solution éliminerait le compromis classique entre la taille et la performance du dispositif, et nous libérerait de la bosse de caméra sur les téléphones. Jeff Lundeen donne un exemple des avantages offerts par l’association des métalentilles et de la lame d’espace : « On pourrait créer une caméra plate et mince qui occuperait tout le dos d’un téléphone intelligent, par exemple. Sa résolution et sa performance par faible luminosité pourraient être 14 fois supérieures à celle d’appareils photo lourds et encombrants. » Il ajoute que « ces travaux pourraient rendre possibles de nouvelles formes de caméras utiles en santé et en robotique. »
Les chercheurs de l’Université d’Ottawa responsables de cette avancée déterminante dans la manipulation de la lumière comptent continuer de raffiner la lame d’espace, et espèrent qu’elle conviendra un jour à une utilisation courante.
