Les découvertes de l'année
Nouvelle optique
Une lentille ultra-mince à force variable pourrait changer la vie des presbytes et des microbiologistes.
par Binh An Vu Van
Fini les lunettes à double foyer et les fonds de bouteille! La lentille mise au point par Tigran Galstian, ingénieur physicien à l’Université Laval, ouvre la voie à la mise au point de microscopes d’une précision inégalée et de verres de lunettes ultra-minces dont on pourra changer la force en appuyant sur un simple bouton. On envisage même de fabriquer des lentilles cornéennes à force variable.
Cette lentille d’à peine 10 microns d’épaisseur a été décrite en détail dans le Journal of Applied Physics, en avril dernier. Ce qui la rend révolutionnaire, c’est qu’on peut changer sa longueur focale très facilement.
Pour modifier la courbure de verres traditionnels, il faut les faire fondre et les repolir. Pas dans ce cas-ci: «Lorsqu’une lentille n’est pas soumise à une tension électrique, la lumière ne la “voit” pas; elle n’est pas déviée. En appliquant une légère tension, on la dévie pour réduire la distance focale jusqu’à quelques dizaines de centimètres devant la lentille», explique le chercheur.
Cette invention pourrait aussi être installée sur des appareils photographiques intégrés aux téléphones cellulaires. «En combinant plusieurs de ces lentilles, ou en les associant à des verres conventionnels, on pourra fabriquer des zooms sans aucune pièce mobile et créer des images de bien meilleure qualité.»
La recette: une toute petite quantité de molécules organiques, des monomères, injectées dans une feuille de cristaux liquides – les mêmes que celles que l’on retrouve dans certains écrans d’ordinateurs et dans les montres à affichage numérique.
Ces monomères ont la propriété de se lier les unes aux autres pour former des polymères lorsqu’elles sont exposées à la lumière d’un faisceau laser. Et plus cette lumière est intense, plus il se crée de liens.
«Lors de la fabrication de la lentille, en contrôlant l’intensité de l’exposition, on s’assure que les polymères forment une espèce de toile d’araignée où il y a davantage de liens au centre qu’en périphérie. C’est cette différence de densité qui assure l’effet de lentille.»
Mais c’est surtout le principe de la «toile d’araignée» de polymères remplie de cristaux liquides qui fait de cette lentille un outil exceptionnel.
Sans tension électrique, la lame n’est rien d’autre qu’une feuille transparente. Mais lorsque l’on applique un faible voltage uniforme de part et d’autre, les cristaux liquides en périphérie – où les réseaux de polymères sont moins denses – se réalignent plus facilement dans le sens du champ électrique et dévient, ou réfractent, moins la lumière.
Au centre, où les réseaux de polymères sont plus denses, les cristaux liquides sont plus contraints et se réalignent plus difficilement: la réfraction est donc plus grande.
La lentille, simple et peu coûteuse à fabriquer, est maintenant brevetée et des entreprises japonaises, états-uniennes et européennes ont l’œil sur cette découverte. Si elle tient ses promesses, l’invention mise au point à Montréal pourrait bien, d’ici quelques années, nous faire voir le monde autrement.
Participez à notre concours:
Votez pour VOTRE découverte de l'année
par Binh An Vu Van
Fini les lunettes à double foyer et les fonds de bouteille! La lentille mise au point par Tigran Galstian, ingénieur physicien à l’Université Laval, ouvre la voie à la mise au point de microscopes d’une précision inégalée et de verres de lunettes ultra-minces dont on pourra changer la force en appuyant sur un simple bouton. On envisage même de fabriquer des lentilles cornéennes à force variable.
Cette lentille d’à peine 10 microns d’épaisseur a été décrite en détail dans le Journal of Applied Physics, en avril dernier. Ce qui la rend révolutionnaire, c’est qu’on peut changer sa longueur focale très facilement.
Pour modifier la courbure de verres traditionnels, il faut les faire fondre et les repolir. Pas dans ce cas-ci: «Lorsqu’une lentille n’est pas soumise à une tension électrique, la lumière ne la “voit” pas; elle n’est pas déviée. En appliquant une légère tension, on la dévie pour réduire la distance focale jusqu’à quelques dizaines de centimètres devant la lentille», explique le chercheur.
Cette invention pourrait aussi être installée sur des appareils photographiques intégrés aux téléphones cellulaires. «En combinant plusieurs de ces lentilles, ou en les associant à des verres conventionnels, on pourra fabriquer des zooms sans aucune pièce mobile et créer des images de bien meilleure qualité.»
La recette: une toute petite quantité de molécules organiques, des monomères, injectées dans une feuille de cristaux liquides – les mêmes que celles que l’on retrouve dans certains écrans d’ordinateurs et dans les montres à affichage numérique.
Ces monomères ont la propriété de se lier les unes aux autres pour former des polymères lorsqu’elles sont exposées à la lumière d’un faisceau laser. Et plus cette lumière est intense, plus il se crée de liens.
«Lors de la fabrication de la lentille, en contrôlant l’intensité de l’exposition, on s’assure que les polymères forment une espèce de toile d’araignée où il y a davantage de liens au centre qu’en périphérie. C’est cette différence de densité qui assure l’effet de lentille.»
Mais c’est surtout le principe de la «toile d’araignée» de polymères remplie de cristaux liquides qui fait de cette lentille un outil exceptionnel.
Sans tension électrique, la lame n’est rien d’autre qu’une feuille transparente. Mais lorsque l’on applique un faible voltage uniforme de part et d’autre, les cristaux liquides en périphérie – où les réseaux de polymères sont moins denses – se réalignent plus facilement dans le sens du champ électrique et dévient, ou réfractent, moins la lumière.
Au centre, où les réseaux de polymères sont plus denses, les cristaux liquides sont plus contraints et se réalignent plus difficilement: la réfraction est donc plus grande.
La lentille, simple et peu coûteuse à fabriquer, est maintenant brevetée et des entreprises japonaises, états-uniennes et européennes ont l’œil sur cette découverte. Si elle tient ses promesses, l’invention mise au point à Montréal pourrait bien, d’ici quelques années, nous faire voir le monde autrement.
Participez à notre concours:
Votez pour VOTRE découverte de l'année