a) Il s'agit d'une structure d'hyperlentille sphérique multicouche. Des couches minces métalliques et diélectriques sont déposées sur un substrat de forme sphérique. b) Il s'agit d'une image en microscopie électronique à transmission (MET) de la section transversale d'une hyperlentille répliquée c &d) Vue inclinée pour le moule maître en quartz et le substrat répliqué e) Image en microscopie électronique à balayage (MEB) de la sous-diffraction objets à l'échelle. f) Image optique en champ lointain après hyperlentille. Le petit objet en dessous de la limite de diffraction est clairement résolu par l'hyperlentille. Crédit :POSTECH
Le concept d'un objectif parfait capable de produire des images immaculées et sans défaut est le Saint Graal des fabricants d'objectifs depuis des siècles. En 1873, un physicien et opticien allemand du nom d'Ernst Abbe a découvert la limite de diffraction du microscope. En d'autres termes, il a découvert que les objectifs conventionnels sont fondamentalement incapables de capturer tous les détails d'une image donnée. Depuis, il y a eu de nombreux progrès dans le domaine pour produire des images qui semblent avoir une résolution plus élevée que celle permise par l'optique à diffraction limitée.
En 2000, Le professeur Sir John B. Pendry de l'Imperial College de Londres - le John Pendry qui a attiré des millions de fans de Harry Potter dans le monde avec la possibilité d'une véritable cape d'invisibilité - a suggéré une méthode pour créer un objectif avec une mise au point théoriquement parfaite. La résolution de tout système d'imagerie optique a une limite maximale en raison de la diffraction, mais l'objectif théorique parfait de Pendry serait fabriqué à partir de métamatériaux (matériaux conçus pour avoir des propriétés introuvables dans la nature) pour aller au-delà de la limite de diffraction des lentilles conventionnelles. Surmonter cette limite de résolution de l'optique conventionnelle pourrait propulser la science et la technologie de l'imagerie optique dans des domaines autrefois rêvés par les Moldus communs.
Les scientifiques du monde entier se sont depuis efforcés d'obtenir une imagerie à super résolution qui capture les détails les plus fins contenus dans les ondes évanescentes qui seraient autrement perdus avec les objectifs conventionnels. Les hyperlentilles sont des dispositifs de super-résolution qui transforment les ondes évanescentes diffusées en ondes se propageant pour projeter l'image dans le champ lointain. Des expériences récentes qui se concentrent sur une seule hyperlentille constituée d'un métamatériau anisotrope avec une dispersion hyperbolique ont démontré une imagerie de sous-diffraction en champ lointain en temps réel. Cependant, de tels dispositifs sont limités par une zone d'observation extrêmement réduite qui nécessitent par conséquent un positionnement précis du sujet. Un réseau d'hyperlentilles a été considéré comme une solution, mais la fabrication d'un tel réseau serait extrêmement difficile et d'un coût prohibitif avec les technologies de nanofabrication existantes.
Les recherches menées par l'équipe du professeur Junsuk Rho du Département de génie mécanique et du Département de génie chimique de l'Université des sciences et technologies de Pohang en collaboration avec l'équipe de recherche de l'Université de Corée ont grandement contribué à surmonter cet obstacle en démontrant un processus de fabrication évolutif et fiable. d'un dispositif hyperlentille à grande échelle basé sur des techniques de transfert de motif direct. Cette réalisation a été publiée dans le magazine de renommée mondiale Rapports scientifiques .
L'équipe a résolu les principales limitations des méthodes de fabrication précédentes de dispositifs à hyperlentille grâce à la lithographie par nanoimpression. Basé sur un processus de transfert de motif simple, l'équipe a été en mesure de fabriquer facilement un dispositif hyperlentille à grande échelle parfait sur un réseau hexagonal répliqué de substrat d'hémisphère directement imprimé et transféré à partir du moule maître, suivi d'un dépôt multicouche métal-diélectrique par évaporation par faisceau d'électrons. Il a été démontré que ce réseau d'hyperlentilles de 5 cm x 5 cm résout les caractéristiques de sous-diffraction jusqu'à 160 nm sous une lumière visible de longueur d'onde de 410 nm.
Le professeur Rho prévoit que la nouvelle méthode de fabrication rentable de l'équipe de recherche pourra être utilisée pour faire proliférer des dispositifs d'imagerie pratiques en champ lointain et à super-résolution en temps réel qui peuvent être largement utilisés en optique, la biologie, la science médicale, nanotechnologie, et d'autres domaines interdisciplinaires connexes.
