Un point lumineux de quelques nanomètres

En réussissant à focaliser la lumière sur un point de quelques milliardièmes de mètre, des chercheurs du Caltech permettent d’envisager des images médicales plus précises, des disques durs plus denses, et des communications par fibres optiques encore plus performantes.

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Un point lumineux de quelques nanomètres

La lumière transmet déjà d’énormes quantités de données à travers les fibres optiques, mais elle a ses propres limites : la limite de diffraction, en particulier, qui empêche de focaliser le faisceau lumineux en-dessous d’une certaine taille, donnée par la longueur d’onde utilisée. C’est-à-dire quelques centaines de nanomètres pour la lumière visible. Miniaturiser le faisceau lumineux permettrait d’augmenter le débit des données dans une fibre, mais aussi de voir des détails plus petits dans une image médicale, ou encore d’accroître la densité des enregistrements sur un disque dur.

Les chercheurs du Caltech (Californie) ont réalisé un guide d’ondes miniature - un petit parallélépipède de deux microns de longueur en silice amorphe recouverte d’une mince couche d’or - qui est capable de focaliser un faisceau lumineux sur un point de seulement quelques nanomètres de diamètre. Dans cette opération hors norme, le dispositif ne perd que la moitié des photons initiaux, ce qui est très efficace, soulignent les chercheurs, par rapport à des tentatives précédentes, qui ne récupéraient que quelques pourcents de la lumière incidente.

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Du coup, ce résultat permet d’envisager, par exemple, de visualiser individuellement des protéines fluorescentes dans une cellule. Pour le stockage numérique, la lumière "nanofocalisée" pourrait se substituer aux lasers actuels, dont les faisceaux ne peuvent faire moins de 300 nanomètres de large. Enfin le mode de fabrication du nouveau guide d’ondes, sur une puce de semi-conducteur, devrait faciliter son intégration dans des systèmes de télécommunications optoélectroniques.

Thierry Lucas

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