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Août
01

Du liquide pour faire des lentilles


Paru dans : Du liquide pour faire des lentilles J.M. Courty et E. Kierlik, Pour la Science N°382, (aout 2009)

Des composants optiques faits de liquide et non de verre solide ? Ils existent, notamment dans nos téléphones portables.

Extraits

Bébé vient d’avoir une nouvelle dent ? Pour immortaliser l’événement, prenons une photo avec notre téléphone mobile. Un appareil photographique y est intégré. La miniaturisation de son électronique n’étonne plus grand monde ; mais celle de son objectif au moyen de lentilles fluides est une nouveauté moins banale. Grâce à la tension superficielle des liquides, de telles lentilles sont parfaitement lisses, de courbure uniforme, et sont même ajustables à l’aide d’une tension électrique.

Pour déterminer les caractéristiques d’une lentille de téléphone portable, revenons aux lois de l’optique. Lorsqu’un faisceau lumineux arrive sur une interface qui sépare deux milieux différents, le rayon transmis est dévié (réfracté). L’origine de cette déviation est la différence des vitesses de propagation de la lumière dans les deux milieux.

Dévier la lumière

Pour un rayon lumineux arrivant presque perpendiculairement à la surface, la lumière dévie proportionnellement à l’angle d’incidence et à la différence des indices de réfraction, l’indice de réfraction étant le quotient entre la vitesse de propagation de la lumière dans le vide et la vitesse dans le milieu considéré.

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Des lunettes à bas coût

Il n’est pas possible de réaliser de grosses lentilles de cette façon, mais on peut s’inspirer de l’idée en plaçant un liquide transparent sous pression entre deux parois élastiques minces et transparentes. Il y a plusieurs années, Josh Silver, de l’Université d’Oxford, a réalisé ainsi des lunettes de vue (voir la figure 3). Deux parois circulaires sont placées face à face et un fluide est injecté entre elles. Plus la pression du liquide est importante, plus le film élastique est bombé : on obtient des lunettes convexes pour hypermétropes. On crée aussi des lunettes concaves pour myopes en aspirant le fluide. Afin d’adapter les lunettes à sa vue, il suffit d’ajuster la pression du liquide. Une fois le réglage trouvé, on scelle le dispositif. Le grand avantage est qu’il est facile de réaliser des films de bonne qualité optique et peu chers, tels les films transparents utilisés pour les rétroprojecteurs. Ces lunettes économiques pourraient changer la vie des déshérités de tous les pays.

382_Image_1_Optofluidique

Les lunettes réglables et rudimentaires proposées par le physicien britannique Josh Silver.. (dessin Bruno Vacaro )

Références

  • U. Levy et R. Shamai, Tunable optofluidic devices, Microfluidics and Nanofluidics, vol. 4, n°1-2, pp. 97-105, 2008.
  • C. Quillet et B. Berge, Electrowetting : a recent outbreak, Current Opinion in Colloids and Interface Science, vol. 6(1), pp. 34-39, 2001.

Liens Web

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