Les nouveaux métaux à cristaux liquides offrent un zoom électrique


Les nouveaux métaux à cristaux liquides offrent un zoom électrique

Représentation conceptuelle d’un métal ultra-mince et accordable électriquement développé par les ingénieurs de Cornell et Samsung. Crédit photo : Daniil Shilkin

Des chercheurs de la School of Applied and Engineering Physics de l’Université Cornell et de l’Advanced Institute of Technology de Samsung ont développé un métal unique – une lentille en métamatériau – qui peut se concentrer avec une tension plutôt que de déplacer mécaniquement ses composants.

La preuve de concept ouvre la porte à une gamme de lentilles à focale variable compactes pour une utilisation potentielle dans de nombreuses applications d’imagerie telles que les satellites, les télescopes et les microscopes qui focalisent traditionnellement la lumière avec des lentilles incurvées conformes aux pièces mécaniques. Dans certaines applications, pour des raisons d’espace, de poids ou de taille, il n’est tout simplement pas pratique de déplacer des lentilles conventionnelles en verre ou en plastique pour faire varier la focale.

Les métalenses sont des réseaux plats de nano-antennes ou de résonateurs de moins d’un micromètre d’épaisseur et servant de dispositifs de focalisation. Mais jusqu’à présent, la distance focale était difficile à changer après la fabrication d’un métal, selon Melissa Bosch, doctorante et auteure principale de la recherche dans le journal de l’American Chemical Society Society. Nano lettres.

L’innovation, qui a été développée en collaboration entre les chercheurs de Samsung et de Cornell, impliquait la fusion d’un métal avec la technologie établie des pour adapter la réponse de phase locale des métaux. Cela a permis aux chercheurs de faire varier la focalisation des métaux de manière contrôlée en faisant varier la tension appliquée à l’appareil.

« Cette combinaison a fonctionné comme nous l’espérions et prédisions », a déclaré Bosch, qui travaille dans le laboratoire de Gennady Shvets, professeur de physique appliquée et technique et auteur principal de l’étude. « Le résultat est un objectif ultra-mince à réglage avec zoom continu et un décalage total de la distance focale jusqu’à 20 %.

Selon Bosch, les chercheurs de Samsung souhaitent développer la technologie à utiliser dans les lunettes de réalité augmentée. Elle voit de nombreuses autres utilisations possibles, telles que le remplacement des lentilles optiques dans les satellites, les engins spatiaux, les drones, les lunettes de vision nocturne, les endoscopes et d’autres applications dans lesquelles les économies d’espace et de poids sont primordiales.

Maxim Shcherbakov, boursier postdoctoral au laboratoire Shvets et auteur correspondant de l’article, a déclaré que les chercheurs avaient fait des progrès dans la connexion des cristaux liquides aux nanostructures au cours de la dernière décennie, mais que personne n’avait transféré cette idée aux lentilles. Maintenant, le groupe prévoit de poursuivre le projet et d’améliorer les capacités du prototype.

« Par exemple », a déclaré Shcherbakov, « cet objectif fonctionne sur une seule longueur d’onde, le rouge, mais il sera beaucoup plus utile s’il peut fonctionner sur tout le spectre des couleurs – rouge, vert, bleu. »

Le groupe de recherche Cornell développe actuellement une version varifocale du métal avec plusieurs longueurs d’onde, en utilisant la plate-forme existante comme point de départ.

« Le processus d’optimisation pour les autres longueurs d’onde est très similaire à celui du rouge. À certains égards, l’étape la plus difficile a déjà été franchie, il ne reste donc plus qu’à s’appuyer sur le travail déjà accompli », explique Bosch.


Des chercheurs développent une lentille plate de taille millimétrique pour les plateformes VR et AR


Plus d’information:
Melissa Bosch et al., Lentille varifocale à commande électrique basée sur des métasurfaces diélectriques intégrées à cristaux liquides, Nano lettres (2021). DOI : 10.1021 / acs.nanolett.1c00356

Fourni par l’Université Cornell

Citation: Les nouveaux métaux à cristaux liquides un zoom électrique (2021, 10 juin), consulté le 10 juin 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-06-liquid-crystal-metalens-electric.html

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