Vers des composants holographiques compacts et sur-mesure

Publié par Redbran le 24/06/2020 à 13:00
Source: CNRS INSIS
Des chercheurs du CRHEA ont réalisé un composant photonique planaire capable de projeter une image holographique comportant plusieurs états de polarisations contrôlés. Le composant a pu être caractérisé entièrement à l'Institut Fresnel grâce à une technique d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) innovante. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.


À gauche, image en microscopie électronique du méta-hologramme (extrait).
Au centre, cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) du méta-hologramme (extrait), obtenue par ptychographie.
À droite, fonction optique du méta-hologramme: éclairé par un faisceau laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...), le composant projette le sigle CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), chaque lettre portant une polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments...) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...).
© Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Fresnel-CRHEA

Les systèmes d'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du...) 3D reposent aujourd'hui sur des dispositifs optiques encombrants (filtres, polariseurs...). Une diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) plus large de l'image 3D, dans des systèmes de réalité virtuelle (La réalité virtuelle est une simulation informatique interactive immersive, visuelle,...) ou augmentée, passe par la création de composants très compacts réalisant les fonctions optiques nécessaires. Une équipe du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur l'hétéro-épitaxie et ses applications (CRHEA, CNRS/Université Côte d'Azur) a franchi une étape dans ce sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) en fabricant un composant planaire (Les planaires sont des vers plats libres nageurs ou rampants. Des espèces vivent en mer,...) à base de nitrure de gallium (Le gallium est un élément chimique, de symbole Ga et de numéro atomique 31. Sa...), capable de projeter un hologramme (L'hologramme est le produit de l'holographie. Il s'agit historiquement d'un procédé de...) avec une variation contrôlée des états de polarisations. Les chercheurs de l'Institut Fresnel (CNRS/Aix-Marseille Université/Centrale Marseille), qui ont mis au point (Graphie) la méthode d'imagerie, dite de ptychographie vectorielle, ont pu cartographier sur le composant les propriétés optiques responsables de la projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) de l'hologramme et du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) de polarisation.

Le dispositif mis au point par les chercheurs est un composant optique ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport...) mince, obtenu en créant à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) des structures de taille inférieure à la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) utilisée. La structuration de ces "métasurfaces" est précalculée pour réaliser la fonction optique visée. Le composant, réalisé au CRHEA, est fabriqué dans un film mince de nitrure de gallium (GaN) déposé sur un substrat en saphir (Le saphir est une variété gemme de corindon pouvant présenter de multiples couleurs,...). Après une lithographie par faisceau d'électrons, les nanorectangles sont gravés sur la surface du GaN. A titre de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...), les chercheurs ont utilisé le composant ainsi réalisé, pour projeter un hologramme du sigle CNRS dans lequel chaque lettre porte une polarisation différente.

La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de fabrication du composant couplée à la méthode innovante de caractérisation de ses propriétés optiques ouvrent la voie à la réalisation de composants optiques compacts et effectuant une fonction sur-mesure. Outre les applications potentielles en imagerie 3D, les chercheurs explorent son utilisation possible en cryptographie (La cryptographie est une des disciplines de la cryptologie s'attachant à protéger des messages...), en encodant des informations grâce au contrôle de la polarisation réalisé par une métasurface. La même approche pourrait également déboucher sur des techniques innovantes d'impression en très haute résolution.

References:
Ptychography retrieval of fully polarized holograms from geometric-Phase Metasurfaces,
Q. Song, A. Baroni, R. Sawant, P. Ni, V. Brandli, S. Chenot, S. Vézian, B. Damilano, P. de Mierry, S. Khadir, P. Ferrand, and P. Genevet,
Nature Communications 11, 2651 (2020)
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16437-9

Contacts:
- Patrick Ferrand - Institut Fresnel - patrick.ferrand at fresnel.fr
- Patrice Genevet - CRHEA - Patrice.Genevet at crhea.cnrs.fr
- Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) INSIS - insis.communication at cnrs.fr
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.090 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique