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Posté par Michel le Samedi 01/11/2008 à 00:00
Quand la lumière fait du slalom
Contrôler la trajectoire de la lumière, c'est un rêve que les chercheurs approchent un peu plus chaque jour. Une équipe française qui a relevé le défi est ainsi parvenue à faire se courber des rayons lumineux. Et surtout – c'est une première – sans les guider à l'aide de parois réfléchissantes, à la manière des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement...) optiques. Ces résultats publiés dans Applied Physics Letters ont été obtenus grâce au dispositif innovant du cristal photonique (Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques ou métalliques conçues pour modifier la propagation des ondes...) à gradient.


Cristal photonique à gradient.
Les tiges sont de plus en plus serrées en allant vers la droite

Dotés de propriétés électromagnétiques remarquables, les cristaux photoniques (Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques ou métalliques conçues pour...) sont des petits bijoux très utilisés dans le domaine de l'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.). Leur principale qualité ? Une certaine structure périodique qui leur permet de laisser passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.), au choix, certaines fréquences d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie...) lumineuses et pas d'autres.

Les chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) d'électronique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) de Paris-XI, en collaboration avec le Groupe d'étude des semi-conducteurs à Montpellier-II, ont mis au point (Graphie) un nouveau type de cristaux photoniques, dits « à gradient », formés par une succession de grilles métalliques. Ils viennent donc de démontrer leur capacité à courber la lumière.

« Pour construire un tel dispositif, nous avons utilisé des tiges métalliques verticales, arrangées de façon périodique dans l'espace », explique Éric Akmansoy, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) à l'Institut d'électronique fondamentale à Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les...). Mais pour innover un peu, son équipe a aussi joué sur les paramètres des cristaux, en imaginant une structure élémentaire aux dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) variables. Explications ? Les tiges verticales forment une maille à motif carré à l'entrée du cristal, progressivement déformé en rectangle (En géométrie, un rectangle est un quadrilatère dont les quatre angles sont des angles droits.) jusqu'à l'autre bout. Lorsque la lumière pénètre dans le cristal, elle se courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes...) grâce aux interactions électromagnétiques avec les tiges, comme pour éviter les obstacles sur son chemin.

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Source: CNRS
Illustration: © Service reprographie de l'Institut d'Électronique Fondamentale