Ces nano-structures nouvellement conçues à la surface d'un métal peuvent focaliser la lumière quelle que soit sa polarisation, doubler l'efficacité de la lentille. Crédit :Capasso Lab/Harvard SEAS
Nous vivons dans un monde polarisé. Non, nous ne parlons pas de politique, nous parlons de lumière. Une grande partie de la lumière que nous voyons et utilisons est partiellement polarisée, ce qui signifie que son champ électrique vibre dans des directions spécifiques. Objectifs conçus pour fonctionner dans une gamme d'applications, des caméras de téléphone aux microscopes et capteurs, doivent pouvoir focaliser la lumière quelle que soit sa polarisation.
Les chercheurs pensaient que les nanostructures symétriques telles que les piliers circulaires étaient des éléments essentiels pour développer des dispositifs photoniques qui ne sont pas sensibles à la polarisation. Maintenant, Des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont mis au point des métaux insensibles à la polarisation composés de nanofines non symétriques qui peuvent focaliser de manière achromatique la lumière à travers le spectre visible sans aberrations. Cette lentille plate peut être utilisée pour tout, des casques de réalité virtuelle ou augmentée à la microscopie, lithographie, capteurs, et affiche.
"En rendant cette lentille insensible à la polarisation, nous avons doublé l'efficacité des metalens des itérations précédentes, " a déclaré Wei Ting Chen, chercheur associé à SEAS et premier auteur de l'article. "C'est le premier article qui démontre à la fois une focalisation achromatique et insensible à la polarisation dans le spectre visible."
La recherche a été dirigée par Federico Capasso, le professeur Robert L. Wallace de physique appliquée et le chercheur principal Vinton Hayes en génie électrique à SEAS, et publié dans Communication Nature .
Dans des recherches antérieures, Capasso, Chen et leur équipe ont démontré que des réseaux de nanofines de dioxyde de titane pouvaient également focaliser les longueurs d'onde de la lumière et éliminer l'aberration chromatique, mais ces lentilles ne pouvaient focaliser qu'une lumière polarisée circulairement.
Ces nano-structures nouvellement conçues à la surface d'un métal peuvent focaliser la lumière quelle que soit sa polarisation, doubler l'efficacité de la lentille. Crédit :Capasso Lab/Harvard SEAS
"Cela signifiait que nous rejetions essentiellement la moitié de la lumière incidente qui ne possède pas la bonne polarisation, " a déclaré Alexandre Zhu, co-auteur de l'étude et étudiant diplômé à SEAS.
Dans cette dernière conception, les chercheurs ont modifié la disposition des nanofins, positionner chaque pilier de sorte qu'il soit parallèle ou perpendiculaire à son voisin.
"Ce nouveau design nous donne beaucoup de liberté pour régler les paramètres géométriques des métaux, ce qui nous permet de mieux réaliser la mise au point achromatique sur toute la gamme visible, " dit Chen.
« Ensuite, nous visons à maximiser l'efficacité et à fabriquer des métalenses achromatiques de plus grande taille pour les intégrer dans la vie de tous les jours pour un large éventail d'applications, " dit Capasso
L'Office of Technology Development de Harvard a protégé la propriété intellectuelle relative à ce projet et explore les possibilités de commercialisation.
