Un modulateur spatial de lumière est un composant optiques courants que l'on trouve dans tous les domaines, des projecteurs de home cinéma à l'imagerie laser et à l'informatique optique de pointe. Ces composants peuvent contrôler divers aspects d'une lumière, tels que l'intensité ou la phase, pixel par pixel. La plupart des modulateurs spatiaux de lumière actuels reposent sur des pièces mécaniques mobiles pour réaliser ce contrôle. Cette approche se traduit toutefois par des dispositifs optiques encombrants et lents.
Aujourd'hui, des chercheurs de la John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences de Harvard, en collaboration avec une équipe de l'université de Washington, ont mis au point un modulateur spatial de lumière simple. Un modulateur constitué d'électrodes en or recouvertes d'un mince film de matériau électro-optique. Un matériau qui modifie notamment ses propriétés optiques en réponse à des signaux électriques.
Il s'agit d'un premier pas vers des modulateurs spatiaux de lumière plus compacts, rapides et précis. Des modulateurs qui pourraient un jour ainsi être utilisés dans tous les domaines. Notamment des domaines comme l'imagerie à la réalité virtuelle, les communications et même la détection quantiques.
« Ce modulateur spatial de lumière simple est un pont entre les domaines de l'optique et de l'électronique », a déclaré Cristina Benea-Chelmus, boursière postdoctorale au SEAS et premier auteur de l'article.
« Lorsque vous interfacez l'optique avec l'électronique, vous pouvez utiliser toute l'ossature de l'électronique. Une ossature développée notamment pour ouvrir de nouvelles fonctionnalités en optique. »
Des modulateurs spatiaux de lumière pour la projection d'images et la télédétection par imagerie monopixel.
Les chercheurs ont utilisé des matériaux électro-optiques conçus par les chimistes Delwin L. Elder et Larry R. Dalton de l'université de Washington. Lorsqu'un signal électrique est appliqué à ce matériau, l'indice de réfraction du matériau change. En divisant le matériau en pixels, les chercheurs ont pu contrôler l'intensité de la lumière dans chaque pixel séparément grâce à des électrodes imbriquées.
Avec seulement une petite quantité d'énergie, le dispositif peut modifier considérablement l'intensité de la lumière dans chaque pixel. Il peut ainsi moduler efficacement la lumière dans le spectre visible.
Les chercheurs ont donc utilisé les nouveaux modulateurs spatiaux de lumière pour la projection d'images et la télédétection par imagerie monopixel.
« Nous considérons que nos travaux marquent le début d'un domaine en plein essor. Celui de l'électro-optique hybride organique-nanostructurée, avec de vastes applications dans l'imagerie, le contrôle à distance, la surveillance de l'environnement, l'optique adaptative et la télémétrie laser », a déclaré Federico Capasso, professeur de physique appliquée Robert L. Wallace et chercheur principal en génie électrique Vinton Hayes, auteur principal de l'article.
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