Dans des lunettes de réalité augmentée, l’image produite par un petit écran doit parvenir jusqu’à l’œil sans cacher le monde réel. Une solution consiste à injecter la lumière dans une plaque transparente. Elle voyage alors à l’intérieur de cette plaque par réflexions successives, comme dans une fibre optique, avant d’être dirigée vers l’œil.
Le problème vient notamment des couleurs. Une image complète mélange du rouge, du vert et du bleu, mais chaque couleur ne réagit pas exactement de la même façon. Les chercheurs ont donc fabriqué trois réseaux holographiques distincts, chacun destiné à l’une de ces couleurs. Ces structures microscopiques dévient la lumière dans une direction choisie.
Les trois réseaux sont empilés dans le même guide. Chacun reçoit la couleur pour laquelle il a été conçu, puis l’envoie dans la plaque. Les trois composantes peuvent ainsi voyager ensemble et reformer une image en couleur.
Pour comprendre l’intérêt, il faut aussi regarder sa fabrication. Empiler plusieurs couches optiques demande normalement un positionnement très précis. Un léger décalage peut perturber le trajet des différentes couleurs. L’équipe a utilisé une méthode d’enregistrement des hologrammes qui forme les réseaux directement dans leur position prévue, sans devoir aligner séparément chaque couche après sa fabrication.
Autre particularité, cette fabrication ne nécessite pas de prisme pendant l’enregistrement des hologrammes. Les chercheurs indiquent avoir réalisé le guide complet avec seulement deux lasers. Le procédé repose sur une configuration optique permettant d’enregistrer successivement les trois réseaux rouge, vert et bleu tout en conservant leur alignement.
Le prototype de laboratoire a ensuite transmis une information en couleur à travers le guide. L’expérience confirme donc que les trois couches peuvent fonctionner ensemble dans un même système. L’étude met surtout en avant une forte efficacité de diffraction, c’est-à-dire une bonne capacité des réseaux à envoyer la lumière dans la direction voulue plutôt que de la perdre.
Dans la pratique, une meilleure utilisation de la lumière peut aider à obtenir une image visible sans augmenter la puissance de la source. Ce point compte pour des lunettes portées sur batterie, où consommation électrique, encombrement et luminosité sont directement liés.
La prochaine étape sera donc d’intégrer cette architecture dans des affichages proches de l’œil plus aboutis. Les chercheurs disposent déjà d’un prototype en couleur, mais le passage à un produit portable demandera notamment de tenir compte du champ de vision, de la qualité d’image et des contraintes de fabrication à plus grande échelle.