Les possibles applications sont : le développement et le test d’ingrédients
alimentaires et pharmaceutiques, les interconnexions optiques pour la
communication et l’informatique par l’envoi de faisceau lumineux, des verres
multifocaux doté d’une précision sans précédent ainsi que des outils
d’informatique quantique.
Le Pr Hasman explique : « La source de notre inspiration est un radar
ordinaire, basé sur le déploiement d’antennes qui transmet et reçoit de
nombreux fronts d’ondes. Le défi dans la transition des radars à ondes radios
en radar optique est causé par les dernières opérations à une plus petite
longueur d’onde, environs 0.5 micron, et la longueur de l’antenne doit être
plus courte que la longueur d’onde. »
Le groupe de recherche en nano-optique est composé des étudiants de troisième
cycle : Elhanan Maguid, Igor Yulevich, Dekel Veksleret le docteur chercheur
Vladimir Kleiner, en collaboration avec le professeur Mark Brongersma de
l’Université de Stanford. Le groupe a démontré que par le mélange de
nombreuses antennes, beaucoup de front d’ondes peuvent être produit à partir
d’une ouverture optique commune. «L’approche que nous avons développé devrait
provoquer une révolution fonctionnelle dans l’optique. C’est basé sur une
combinaison du concept d’ouverture commune et de méta surfaces, que j’ai
développé en 2001. Cette combinaison ouvre la voie pour une mise en œuvre
d’élément multifonction, c’est-à-dire des éléments capables de réaliser
plusieurs tâches en même temps, soit des nouveaux types d’éléments optique »,
précise le Pr Hasman.
Les métasurfaces sont de fin éléments optiques, approximativement une
centaine de fois plus fin qu’un cheveu, couvert d’une antenne miniature (une
nano antennes). La forme, localisation et l’orientation de l’antenne
déterminent les propriétés du petit élément optique, et par conséquent, un
contrôle précis du placement des antennes est essentiel à la performance du
dispositif.
Le groupe a appliqué des techniques pour créer un réseau de nano-antenne afin
d’obtenir de multiples fronts d’ondes particulier, tel qu’un vortex de
faisceaux transportant moment angulaire de l’orbite (moment cinétique
orbital). Cette réalisation a été utilisée pour la mesure simultanée un
spectre de caractéristiques et la polarisation de l’état de lumière,
permettant d’intégrer les analyses spectro-polarimétrique sur puce.
L’étude présente plusieurs méthodes pour mettre en œuvre la
multifonctionnalité des méta-surfaces. L’agencement unique des nano-antennes
permet aux chercheurs de se concentrer sur les faisceaux lumineux et de les
réfléchir dans la direction souhaitée en contrôlant le niveau du spin du
photon. Le spin, c’est-à-dire, le moment cinétique interne, est une propriété
de la particule de lumière (photon) décrivant la direction de la rotation du
photon.