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Le Monde selon la Physique (Physics world w 29) 1 ere partie

Publié le 05 août 2014 par 000111aaa

Mes lecteurs, s ils ne partent pas en vacances , s aperçoivent que je raréfie mes articles .C’est normal  car l’activité universitaire , scientifique  chercheuse   ou de développement   s’est elle-même mise au ralenti …… Qu ils soient «  académiques » ou «  hérétiques »   les théoriciens  vont aussi à la plage  ou partent en vacances mettre leurs doigts de pieds en éventail !J ‘ai choisi  malgré le battage fait autour de la nuit des étoiles   à la tv («  C’est dans l’air » etc.)  ou dans les journaux  , de vous proposer des résumés de physique anglo-saxonne traduits  de ma main !

 Les gens sont souvent étonnés quand je leur rappelle  que nous n’avons du réel qu’ une  représentation liée    par exemple  aux performances  de  notre système  visuel  d’ homo  et qu’ il diffère  de l’œil du faucon ou du chien etc.  …..Et c’ est  bien ce que je  ressens personnellement en ce moment  où ma vue baisse de mois en mois !

La physique vient à mon secours quand en plus de mes lunettes   je ferme quasiment mes paupières et en diaphragmant ma vue  pour me mettre dans les conditions  en optique géométrique de l’approximation de GAUSS . L article dont je vous propose le résumé  va dans ce sens  .VOICI POURQUOI : son titre est :

Silicon nanorods bend light in new directions

Ultrathin coatings could replace bulky optical components

C est le  principe de Fermat qui dit  que la lumière se déplace le long de son  chemin dans le temps minimal-  en accumulant le moins de  périodes.  Un milieu d'indice de réfraction plus élevé, raccourcit la longueur d'onde et  se déphase , donc  pour la même distance  accumule plus de périodes   .

Dans un composant optique conventionnel tel qu'une lentille, les periodes s'accumulent sans interruption quand  l'onde se propage et c'est elles qui déterminent la nature de l'onde qui émerge de la lentille. Toutefois, si la période  d'une onde pouvait être modifiée de façon discontinue sur une méta surface, alors l onde  pourrait, en principe, être manipulée de façon impossible avec l'optique classique.

Bien que ceci  soit simple en théorie, le défi des physiciens est de savoir comment créer une telle discontinuité de  periode et de phase  en utilisant des matériaux réels. En 2011 des chercheurs de l'Université de Harvard dirigée par Federico Capasso et Zeno Gaburro couvraient une surface avec des antennes d'or en forme de V de sorte que la surface pouvait être utilisée pour introduire  le  déphasage souhaité pour les ondes optiques qui le traversaient. Tout cela permet  la redirection arbitraire de la lumière visible ,mais  il y a deux problèmes majeurs avec cette approche. En premier lieu, la nature métallique de la  métasurface signifie que la majeure partie de la lumière visible sera perdue en  s’y déplaçant à travers . Deuxièmement, de fines couches de métal sont très difficiles à travailler  et se révèlent  incompatibles avec le semi-conducteur complémentaire à  l’oxyde de métal (CMOS)  utilisé pour fabriquer des appareils électroniques modernes.

Dans la nouvelle étude, Mark Brongersma et ses collègues de l'Université de Stanford en Californie utilisent des antennes optiques sans perte  ,en  silicium. Lorsqu'elle  est éclairée par une fréquence particulière de la lumière (qui peut être choisie en faisant varier son diamètre), l'antenne résonne fortement. Cela force  l'onde lumineuse  à aller chercher un déphasage qui dépende des orientations relatives des axes de polarisation de l'antenne. En adaptant de façon appropriée les orientations et les distances entre les antennes, la surface peut donner tout déphasage souhaité à la lumière. Cela a permis aux chercheurs de reproduire notamment  les fonctions d'une lentille « en vrac » avec une seule couche de nanotubes  de  100 nm d'épaisseur.

La  méthode  risque d’être utilisée dans 36 directions de nouvelles lentilles car l’optique est une science très vivante actuellement  et constamment en évolution  …. C’est  très souhaitable d en tirer le maximum : aussi donnez-vous la peine d’interroger l’article en anglais et cliquez sur le lien du titre 

 4, 2014

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Scanning electron micrograph of an axicon lens made of silicon nanorods

Science)">Science)">Science)">Swirling nanorods: an axicon lens made of silicon

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