Pas un aficionado de la photographie n’échappe à ce problème : le poids des objectifs. Dans les appareils photos et les télescopes, les lentilles classiques, incurvées, sont empilées afin de réduire les distorsions et résoudre une image claire. Voilà pourquoi les microscopes superpuissants sont si grands et les téléobjectifs, si longs. Et donc si lourds.
Comment les alléger et les rendre moins encombrants ? En théorie, l’astuce est d’opter pour une superlentille. C’est-à-dire une lentille optique plane et ultramince construite en métamatériaux. Il s’agit de matériaux artificiels, nés de la main et de l’intelligence de l’homme (ils n’existent donc pas dans la nature) et dont les propriétés physiques exceptionnelles ne se retrouvent pas dans un matériau naturel.
Compliqués et chers à créer et synthétiser, les métamatériaux étaient jusqu’ici relativement boudés. Mais la belle avancée faite par des chercheurs de l’université de Harvard change la donne. Ils sont parvenus à concevoir une superlentille plane au départ de dioxyde de titane, un matériau largement utilisé dans l’industrie – de la peinture à la crème solaire -, et selon une technique de synthèse connue. De quoi viser une production massive et une sérieuse diminution des coûts.
Cela a pourtant l’allure d’une petite révolution. Cette superlentille pourrait en effet remplacer toutes les lentilles classiques, car elle a la spécificité de focaliser toutes les longueurs d’onde du spectre visible. Autrement dit, aussi bien la lumière rouge que la bleue ou encore la verte. Pour ce faire, les auteurs ont conçu un matériau composé d’un réseau de nanostructures qui n’absorbe ni ne diffuse ces lumières, mais les concentre fortement. Sa résolution (autrement dit, la distance minimale entre deux points distinguables) est inférieure à la plus petite longueur d’onde du visible (380 nm).
Selon Mohammadreza Khorasaninejad, premier auteur de cette étude parue dans la revue Science, » l’une des applications potentielles les plus excitantes est dans le domaine des réalités virtuelle et augmentée « . Actuellement, de tels systèmes d’imagerie sont lourds à cause de l’empilement de différentes lentilles. » Mais personne ne veut porter un casque d’un tel poids des heures durant, poursuit-il. Par contre, notre technique allège et comprime les lentilles en même temps qu’elle les rend plus minces qu’une feuille de papier. Imaginez les possibilités pour l’optique portable, les lentilles de contact souples ou les télescopes envoyés dans l’espace… »
Devant cette poule aux oeufs d’or, les auteurs ont déposé les brevets ad hoc avant de sauter sur les opportunités commerciales. Il y a fort à parier que le smartphone du futur aura, en guise d’objectif, une superlentille en métamatériaux.
Par Laetitia Theunis.
