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Lentille en spirale : tordre la lumière en vortex pour améliorer la vision

Il est possible d'améliorer la focalisation de la lumière en "tordant" la lumière dans des vortex lumineux. Des chercheurs français ont eu l'idée de donner une forme de spirale à une lentille optique pour créer ces vortex.

La focalisation est un problème en optique : en effet, cette dernière ne se fait qu’en un point, il est donc compliqué de conserver une netteté lors de mouvements. Des chercheurs français ont eu l’idée de se baser sur le phénomène de vortex lumineux pour créer des lentilles permettant l’apparition de plusieurs points de focalisation. Leur étude est parue dans la revue Optica le 8 février 2024.

Tordre la lumière

Pour permettre d’avoir une netteté plus profonde et avec des ouvertures plus faibles, les chercheurs se sont penchés vers le phénomène de vortex lumineux.

Un vortex lumineux est un faisceau de lumière tournant sur lui-même. Une de ses caractéristiques est l’absence de lumière en son centre. Mais il permet aussi de fournir, lorsque combiné avec des lentilles, plusieurs points de focalisation : on parle alors de multifocalité.

Ces différents points de focalisation permettent notamment de garder la mise au point sur une plus grande variabilité de distances, la profondeur de champ s’en retrouve agrandie. Ce phénomène est notamment utilisé dans les pinces optiques permettant de manipuler des objets de la taille de molécules et de leur donner un mouvement de rotation.

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Une seule pièce

Les systèmes optiques multifocaux sont déjà connus dans le milieu de la recherche en optique, mais nécessite une mise en place chère et encombrante.

Ici, les chercheurs ont réussi à obtenir le même phénomène en une seule pièce optique, pouvant être ainsi rendu plus compact. Le principe est assez simple : pour obtenir un vortex lumineux en sortie de leur lentille (appelé "dioptre" par les spécialistes), les chercheurs ont légèrement modifié l’une des surfaces pour lui donner une apparence de spirale.

En plus de n’être fait que d’une pièce, permettant la miniaturisation et donc la possible utilisation en ophtalmologie, leur lentille fonctionne dans une plus grande variété de luminosité. Les chercheurs ont[...]

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