Des chercheurs de la Vrije Universiteit Brussel et de l'Université de Harvard ont réussi pour la première fois à façonner la lumière en champ proche, c'est-à-dire la lumière qui adhère aux surfaces.
En ce qui concerne la lumière invisible, vous pensez immédiatement à la lumière dont les longueurs d'onde se situent en dehors de la plage de la lumière visible, comme les ultraviolets, les infrarouges, les micro-ondes ou les rayons X. Mais il y a aussi de la lumière que nous ne voyons pas parce qu'elle n'atteint jamais notre œil. Prenons, par exemple, un miroir. Aussi parfait que vous le fassiez, un petit reste du rayonnement incident collera toujours à la surface du miroir. C'est ce qu'on appelle la lumière en champ proche. Vous pouvez le comparer aux gouttelettes qui collent à la paroi de votre verre après l'avoir bu.
Cela ressemble à un fait amusant, mais c'est bien plus que cela. Si vous voulez examiner le monde des plus petits avec un microscope optique, vous ne pouvez pas étudier des structures plus petites que la longueur d'onde de la lumière de votre microscope. Ou si vous voulez chasser la lumière à travers un câble à fibre optique, son diamètre doit être au moins aussi grand que la longueur d'onde de la lumière.
Cependant, avec la lumière en champ proche, vous pouvez contourner ces limitations et collecter des informations à une échelle inférieure à la longueur d'onde. Ceci est déjà utilisé à bon escient dans la microscopie à ultra-haute résolution aujourd'hui. Mais le potentiel existe pour une gamme d'applications beaucoup plus large, de la manipulation de particules à la communication optique et au stockage de données en passant par la détection moléculaire qui facilite le développement de nouveaux médicaments.
Pour utiliser ce potentiel, vous devez être capable de diriger cette lumière en champ proche, tout comme vous manipulez nos rayons lumineux familiers avec des lentilles, des télescopes, des prismes et des hologrammes. Un groupe de chercheurs vient de faire un grand pas en avant dans ce domaine. Le 24 juillet, ils ont publié les résultats d'une nouvelle méthode dans Science .
'Après chaque rebond, la lumière change de forme et se propage avec un motif spatial différent'
Vincent Ginis, auteur principal et professeur à la Vrije Universiteit Brussel et professeur invité à Harvard explique:«Nous avons développé un composant dans lequel la lumière se déplace à travers un guide d'ondes. La lumière y rebondit d'avant en arrière. Après chaque rebond, la lumière change de forme et se propage avec un motif spatial différent. Lorsque tous les différents motifs de la lumière en champ proche sont superposés, une forme spécifique est créée.'
Cette forme spécifique peut être préprogrammée en ajustant l'amplitude de la phase de la lumière réfléchie. Ginis :"C'est un peu comme la musique. La musique que vous entendez consiste en une rangée de nombreuses notes qui ont été assemblées en motifs par un compositeur. Le son d'une seule note est très plat, mais avec de nombreuses notes ensemble, vous pouvez générer une belle musique. Alors que la musique travaille dans le temps, notre composante lumière travaille dans un espace tridimensionnel. L'aspect supplémentaire intrigant de notre technique est qu'une note en génère une autre, pour ainsi dire.'
Avec un clin d'œil au Le Petit Prince Ginis et ses collègues ont structuré la lumière en champ proche sous la forme d'un éléphant dans un boa constrictor. Ou était-ce un chapeau ?
