Des chercheurs ont développé une lentille en forme de spirale qui offre une mise au point claire à différentes distances, même dans des conditions de lumière variables. Cette lentille fonctionne de manière similaire aux verres progressifs utilisés pour la correction de la vision, mais sans les distorsions habituellement associées à ces derniers. Elle pourrait contribuer à l’avancement des technologies de lentilles de contact, des implants intraoculaires pour les cataractes et des systèmes d’imagerie miniaturisés.
« Contrairement aux lentilles multifocales existantes, notre lentille fonctionne bien sous une large gamme de conditions lumineuses et conserve sa multifocalité indépendamment de la taille de la pupille », a déclaré Bertrand Simon du Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), une unité de recherche conjointe entre l’Institut d’Optique Graduate School, l’Université de Bordeaux et le CNRS en France.
« Pour les utilisateurs potentiels d’implants ou les personnes souffrant de presbytie liée à l’âge, cela pourrait fournir une vision constamment claire, marquant potentiellement une évolution significative en ophtalmologie. »
Le dioptre en spirale : une conception innovante
La revue Optica décrit la nouvelle lentille, qu’ils appellent le dioptre en spirale. Ses caractéristiques en spirale sont disposées de manière à créer de nombreux points de mise au point séparés, un peu comme si l’on avait plusieurs lentilles en une. Cela permet de voir clairement à différentes distances.
« En plus des applications en ophtalmologie, la conception simple de cette lentille pourrait grandement bénéficier aux systèmes d’imagerie compacts », a ajouté Bertrand Simon. « Elle simplifierait la conception et la fonction de ces systèmes tout en offrant un moyen d’accomplir l’imagerie à différentes profondeurs sans éléments optiques supplémentaires. Ces capacités, associées aux propriétés multifocales de la lentille, offrent un outil puissant pour la perception de la profondeur dans les applications d’imagerie avancées. »
Création d’un vortex de lumière
L’inspiration pour la conception de la lentille en spirale est venue lorsque l’auteur principal de l’article, Laurent Galinier de SPIRAL SAS en France, analysait les propriétés optiques de déformations cornéennes sévères chez des patients. Cela l’a conduit à conceptualiser une lentille avec un design en spirale unique qui provoque la rotation de la lumière, comme l’eau s’écoulant dans un évier. Ce phénomène, connu sous le nom de vortex optique, crée de multiples points de mise au point clairs, permettant à la lentille de fournir une mise au point nette à différentes distances.
« Créer un vortex optique nécessite généralement plusieurs composants optiques », a précisé Laurent Bertrand Galinier. « Notre lentille, cependant, intègre les éléments nécessaires pour créer un vortex optique directement sur sa surface. La création de vortex optiques est un domaine de recherche en plein essor, mais notre méthode simplifie le processus, marquant une avancée significative dans le domaine de l’optique. »
Une collaboration interdisciplinaire
La concrétisation de la nouvelle lentille a nécessité l’association d’un design intuitivement élaboré avec des techniques de fabrication avancées, dans le cadre d’une collaboration interdisciplinaire.
« La lentille dioptre en spirale, initialement conçue par un inventeur intuitif, a été scientifiquement étayée grâce à une collaboration de recherche intensive avec des scientifiques en optique », a souligné Simon. « Le résultat est une approche novatrice de la création de lentilles avancées. »
En synthèse
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’un vortex optique et comment est-il créé dans cette lentille ?
Un vortex optique est un phénomène où la lumière tourne autour d’un axe central, créant plusieurs points de mise au point clairs. Dans cette lentille, le vortex est créé directement sur la surface de la lentille grâce à son design en spirale unique.
Quels sont les avantages de cette lentille par rapport aux lentilles multifocales ?
Cette lentille maintient sa multifocalité sous différentes conditions lumineuses et indépendamment de la taille de la pupille, contrairement aux lentilles multifocales traditionnelles qui peuvent présenter des distorsions.
Quelles applications potentielles cette lentille pourrait-elle avoir ?
La conception de la lentille pourrait bénéficier aux systèmes d’imagerie compacts, en simplifiant leur conception et en permettant l’imagerie à différentes profondeurs sans éléments optiques supplémentaires.
Comment la lentille a-t-elle été validée ?
La lentille a été validée en l’utilisant pour imager une lettre ‘E’ numérique, similaire à celles utilisées sur les tableaux lumineux des optométristes, et les auteurs ont observé que la qualité de l’image restait satisfaisante quelle que soit la taille de l’ouverture utilisée.
Quelles sont les prochaines étapes pour le développement de cette lentille ?
Les chercheurs travaillent à mieux comprendre les vortex optiques uniques produits par leur lentille et prévoient de réaliser des essais systématiques pour évaluer sa capacité à corriger la vision chez les personnes dans des conditions réelles.
Références
Légende illustration : La nouvelle lentille pourrait être utilisée sur les lentilles de contact, dans les implants intraoculaires pour les cataractes et pour créer de nouveaux types de systèmes d’imagerie miniaturisés.
L. Galinier, P. Renaud-Goud, J. Brusau, L. Kergadallan, J. Augereau, B. Simon, “Spiral Diopter: Freeform Lenses With Enhanced Multifocal Behavior,” 11, 2, 238-244 (2024). DOI : doi.org/10.1364/OPTICA.507066.
