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La nouvelle lentille permet aux faux yeux de fonctionner plus près des yeux humains

La nouvelle lentille permet aux faux yeux de fonctionner plus près des yeux humains



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Les ingénieurs de Harvard se sont considérablement rapprochés de la création d'un œil artificiel vraiment fonctionnel avec le potentiel d'aider ceux qui ont besoin de faux yeux à retrouver la vue.

Une équipe de la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a développé un nouveau métal qui peut contrôler la mise au point, l'astigmatisme et le changement d'image. La technologie s'inspire de la façon dont l'œil humain s'adapte naturellement en temps réel.

"Cette recherche combine des percées dans la technologie des muscles artificiels avec la technologie des metalens pour créer un metalens accordable qui peut changer d'orientation en temps réel, tout comme l'œil humain", a déclaré Alan She, étudiant diplômé de SEAS et premier auteur de l'article. "Nous allons encore plus loin pour renforcer la capacité de correction dynamique des aberrations telles que l'astigmatisme et le décalage d'image, ce que l'œil humain ne peut pas faire naturellement."

Bien que cette technologie ne soit peut-être pas encore dans de faux yeux, les chercheurs ont noté que l'objectif pouvait être facilement appliqué à d'autres technologies.

«Cela démontre la faisabilité du zoom optique intégré et de la mise au point automatique pour un large éventail d'applications, notamment les caméras de téléphones portables, les lunettes et le matériel de réalité virtuelle et augmentée», a déclaré Federico Capasso, professeur de physique appliquée Robert L. Wallace et chercheur principal Vinton Hayes en Génie électrique à SEAS et auteur principal de l'article. "Cela montre également la possibilité de futurs microscopes optiques, qui fonctionnent entièrement électroniquement et peuvent corriger de nombreuses aberrations simultanément."

Les premières versions des metalens avaient à peu près la taille d'un seul morceau de paillettes. L'équipe devait concentrer la lumière sur des nanostructures densément tissées.

"Parce que les nanostructures sont si petites, la densité d'informations dans chaque lentille est incroyablement élevée", a déclaré She. "Si vous passez d'une lentille de 100 microns à une lentille d'un centimètre, vous aurez augmenté de dix mille les informations requises pour décrire la lentille. Chaque fois que nous avons essayé d'agrandir la lentille, la taille du fichier de la conception seule serait montez jusqu'à gigaoctets ou même téraoctets. "

Ils ont ensuite créé un algorithme pour réduire davantage la taille des métalens afin d'intégrer la technologie à d'autres circuits. Après cela, les chercheurs ont dû redimensionner la lentille afin de la coller à un muscle artificiel et de tester sa capacité à focaliser la lumière. Ils utilisaient un élastomère fin qui permettait à la lumière de le traverser sans grande diffusion.

«Les élastomères sont si différents à presque tous égards des semi-conducteurs que le défi a été de savoir comment marier leurs attributs pour créer un nouveau dispositif multifonctionnel et, en particulier, comment concevoir une voie de fabrication», a déclaré le professeur David Clarke. «En tant que personne qui a travaillé sur l'un des premiers microscopes électroniques à balayage (SEM) au milieu des années 1960, il est exaltant de participer à la création d'un microscope optique avec les capacités d'un SEM, comme le contrôle des aberrations en temps réel.

L'élastomère étire et repositionne les nanopiliers de la lentille pour se décaler. L'objectif peut simultanément faire la mise au point et effectuer un décalage d'image.

"Tous les systèmes optiques à composants multiples - des caméras aux microscopes et aux télescopes - présentent de légers désalignements ou des contraintes mécaniques sur leurs composants, selon la façon dont ils ont été construits et leur environnement actuel, qui causeront toujours de petites quantités d'astigmatisme et d'autres aberrations. , qui pourrait être corrigée par un élément optique adaptatif », a déclaré She. "Le métal adaptatif étant plat, vous pouvez corriger ces aberrations et intégrer différentes capacités optiques sur un seul plan de contrôle."

Les chercheurs cherchent à rendre la technologie plus efficace en réduisant l'énergie nécessaire pour la contrôler tout en garantissant sa fonctionnalité.


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