La technologie des métasurfaces devient de plus en plus importante dans l'optique moderne, les dernières avancées venant de l'Institut coréen de science et de technologie avancées (KAIST). L'équipe de recherche a développé une métasurface Janus qui permet un contrôle parfait de la transmission asymétrique de la lumière, créant ainsi les bases d'une nouvelle ère de systèmes de sécurité et d'applications. Cette technologie, nommée d'après le dieu romain Janus, connu pour son visage à deux faces, offre la possibilité de faire fonctionner simultanément deux systèmes optiques indépendants au sein d'un même appareil.

Par exemple, l'appareil peut fonctionner comme une loupe dans une direction de la lumière, tandis que dans la direction opposée, il peut agir comme une caméra polarisée. Cette capacité permet de contrôler les propriétés lumineuses telles que l'intensité, la phase et la polarisation, selon la direction de la lumière. Cette avancée répond aux défis auxquels étaient confrontées les technologies de métasurfaces précédentes, qui avaient du mal à contrôler efficacement ces propriétés en fonction de l'angle d'incidence de la lumière.

Innovations dans les solutions de sécurité

Un des aspects les plus significatifs de cette technologie est son application dans les solutions de sécurité. La métasurface Janus permet la création de nouveaux systèmes optiques pour le cryptage, rendant le transfert de données plus sûr que jamais. L'équipe de recherche a mis en œuvre un hologramme vectoriel qui génère différentes images selon la direction et l'état de la polarisation de la lumière. De cette manière, il est possible de créer un système qui permet le décodage des informations uniquement dans des conditions spécifiques, ce qui améliore considérablement la sécurité dans des applications telles que la communication quantique et le transfert de données sensibles.

Applications dans l'industrie et la science

La métasurface Janus a des applications considérables non seulement dans les solutions de sécurité, mais aussi dans des secteurs tels que la réalité augmentée (AR), les affichages holographiques et les systèmes LiDAR pour les véhicules autonomes. La structure ultra-fine de la métasurface permet une réduction significative du volume et du poids des dispositifs optiques traditionnels, contribuant à la miniaturisation et à la conception de dispositifs légers pour les générations futures. Cette technologie améliore non seulement les performances, mais offre également un nouveau niveau de flexibilité dans le développement de systèmes optiques sophistiqués.

Le professeur Jonghwa Shin, responsable de l'équipe de recherche, a déclaré que des recherches supplémentaires continueront d'améliorer cette technologie dans le but de développer de nouvelles applications dans divers domaines, y compris la réalité augmentée et des systèmes d'affichage avancés. De plus, le professeur Shin a souligné que la technologie des métasurfaces aura un impact significatif sur le développement de systèmes optiques pour les véhicules autonomes, en particulier en ce qui concerne l'amélioration des systèmes LiDAR, qui jouent un rôle clé dans la navigation des véhicules sans conducteur.

Avenir de la technologie optique

Cette révolution dans la technologie des métasurfaces représente un socle pour de nouvelles innovations dans les systèmes optiques, et son application dans les systèmes de sécurité et la communication quantique n'est que le début. On s'attend à ce que la métasurface Janus apporte des changements significatifs dans la manière dont nous développons et utilisons les dispositifs optiques dans diverses industries, de l'automobile à la technologie de communication.

Les recherches supplémentaires se concentrent sur l'intégration de cette technologie dans les appareils du quotidien, visant à créer de nouvelles solutions commerciales qui permettront d'améliorer la sécurité, de réduire les coûts de production et d'augmenter la fonctionnalité des appareils.

Cette recherche est soutenue par le programme de développement des nanomatériaux et le programme pour chercheurs en milieu de carrière de la Fondation nationale pour la science de Corée. Le travail a été publié dans la revue internationale Advanced Materials, et son importance a été soulignée dans la communauté scientifique en raison de ses applications potentielles dans un large éventail de secteurs industriels.

La technologie des métasurfaces Janus montre déjà un énorme potentiel de transformation de nombreux secteurs industriels, et nous pouvons nous attendre à d'autres innovations qui repousseront les limites de ce qui est possible dans la technologie optique.

Source : Korea Advanced Institute of Science and Technology