29/06/2012 - Nouvelle lentille avec supersolution

Menéame

La collecte de détails "jusqu'à 3 000 fois plus petits que la longueur d’onde libérée " est la principale caractéristique d’une superlente conçue par des ingénieurs de l’ETSI de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Unión de Sevilla.

L’équipe a publié l’étude préliminaire sur le New Journal of Physics et a démontré par des simulations par ordinateur que cette résolution peut être obtenue. Il faudra attendre encore un certain temps avant qu’il ne soit possible de fabriquer la nouvelle lentille et de vérifier ses propriétés dans le laboratoire, une tâche à laquelle les chercheurs sont maintenant impliqués.

Le secret du nouvel appareil est qu’il utilise comme objectif la 'guide onde géodésique sphérique', l’équivalent électromagnétique de l'œil de poisson de Maxwell (Maxwell fish eye). Contrairement aux lentilles conventionnelles, dont la résolution maximale est limitée à environ une demi longueur d’onde, cet œil de poisson est capable de résoudre des détails beaucoup plus petits.

En outre, la nouvelle superlente présente la nouveauté que l’indice de réfaction du matériau dont elle est faite est positif, comme c’est le cas pour les lentilles communes. " Ceci est la différence entre d’autres propositions de superlentes basées sur des métamatériaux avec un indice de régression négatif, dont la réalisation pratique entraîne d’énormes pertes optiques, limitant presque toutes leurs applications possibles," explique Juan Carlos Miñano, du Département électronique physique de l’ETSI de Telecommunication.

Défis à relever

L’un des mécontents de la nouvelle superlente est qu’elle agit dans une bande très étroite de fréquences, c’est-à-dire que son déploiement physique ne fonctionnerait que pour la lumière laser en raison de son étroite spectre d’émission. Avec la lumière conventionnelle, votre pouvoir de supersolution baisse beaucoup et la lentille perd ses "superpouvoirs," même si sa résolution est encore très remarquable. Des efforts sont actuellement déployés pour augmenter la bande de fréquences à laquelle on obtient une supersolution.

Malgré ces difficultés, le nouvel outil ouvre la possibilité d’améliorer la résolution des systèmes optiques, ce qui aurait un impact immédiat sur de nombreuses technologies et en particulier sur la microélectronique, dont le niveau de miniaturisation est limité par la résolution des réseaux.

Cette recherche a été menée dans le cadre d’un projet consolider appelé Metamaterials, auquel participent également d’autres universités espagnoles: Polytechnique de Valence, Autonome de Barcelone, Public de Navarre, Malaga et Cantabria, en plus du CSIC.

Le principal objectif scientifique et technologique de ce projet est d’intégrer la nouvelle génération de connaissances et le développement d’applications axées sur les métamatériaux, matériaux à fabriquer parce qu’ils ne sont pas disponibles dans la nature et dont les caractéristiques électromagnétiques ou acoustiques sont conçues pour une fonction donnée.

Image: Université polytechnique de Madrid

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Référence bibliographique:

Juan C Miñano, Ricardo Marqués, Juan C González, Pablo Benítez, Vicente Delgado, Dejan Grabovickic, Manuel Freire. “Super-resolution for a point source better than λ/500 using positive refraction”. New J. Phys. 13: 125009, diciembre de 2011. Doi:10.1088/1367-2630/13/12/125009.

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