Chercheurs au Technion – Institut de Technologie d’Israël avoir mis une « méthode plus rapide et moins coûteuse pour produire des composants optiques personnalisés » pour des applications telles que « les lentilles correctrices, la réalité augmentée et virtuelle, les véhicules autonomes, l’imagerie médicale et l’astronomie.’ Comme Photographie DIY observer, il n’est pas déraisonnable de penser que la nouvelle méthode de fabrication d’objectifs pourrait être utilisée pour les objectifs photographiques, au moins pendant le développement et le prototypage.

Les lentilles optiques sont de différentes formes et tailles. Plus une lentille est complexe, plus elle est difficile et coûteuse à développer et à produire. Un équipement spécialisé est requis. Au Technion – Institut de technologie d’Israël, l’équipe a développé un moyen de façonner un polymère liquide durcissable. La méthode peut être utilisée pour fabriquer de grandes optiques, ce qui s’est avéré difficile pour d’autres méthodes similaires.

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« Notre approche de fabrication d’optiques à forme libre permet d’obtenir des surfaces extrêmement lisses et peut être mise en œuvre à l’aide d’équipements de base que l’on trouve dans la plupart des laboratoires », a déclaré le chef d’équipe de recherche Moran Bercovici de l’Institut de technologie Technion–Israël. « Cela rend la technologie très accessible, même dans des environnements à faibles ressources.’

Fabrication de lentilles en cours. Crédit: Technion – Institut israélien de technologie

Bercovici et ses collègues ont publié leurs recherche dans Optique, et il montre que la technique peut être utilisée pour fabriquer des composants optiques de forme libre avec une rugosité inférieure au nanomètre en quelques minutes seulement. C’est encore plus rapide que d’autres méthodes de prototypage, telles que l’impression 3D.

Omer Luria, un contributeur au document de recherche, a déclaré: « Actuellement, les ingénieurs en optique paient des dizaines de milliers de dollars pour des composants de forme libre spécialement conçus et attendent des mois pour qu’ils arrivent. Notre technologie est en passe de réduire radicalement à la fois le temps d’attente et le coût des prototypes optiques complexes, ce qui pourrait accélérer considérablement le développement de nouvelles conceptions optiques.’

L’équipe de recherche a utilisé sa méthode pour créer une variété d’optiques de forme libre, y compris des lentilles d’une taille allant jusqu’à 200 mm. Crédit: Technion – Institut israélien de technologie

Les chercheurs ont commencé à travailler sur la nouvelle méthode après avoir découvert les 2,5 milliards de personnes dans le monde qui ont besoin de lentilles correctrices mais n’y ont pas accès. Valeri Frumkin, qui a d’abord développé la méthode dans le laboratoire de Bercovici, a déclaré: « Nous avons cherché une méthode simple pour fabriquer des composants optiques de haute qualité qui ne repose pas sur un traitement mécanique ou une infrastructure complexe et coûteuse. »L’équipe s’est alors rendu compte que la méthode pouvait être utilisée pour des topographies optiques beaucoup plus complexes, celles qui étaient traditionnellement extrêmement coûteuses et opportunes à créer et nécessitaient un équipement spécialisé.

L’un des principaux défis de la fabrication d’optiques en durcissant un polymère liquide est que lorsque vous augmentez la taille de l’optique au-delà d’environ 2 mm, la gravité surmonte les forces de surface et le liquide s’aplatit. Pour surmonter ce défi, l’équipe a développé un moyen de fabriquer des lentilles en utilisant un polymère liquide qui est immergé dans un autre liquide. La flottabilité fonctionne contre la gravité, permettant à la tension superficielle de faire son travail.

De gauche à droite, Mor Elgarisi, Prof. Moran Bercovici et Omer Luria. Crédit: Technion – Institut israélien de technologie

Avec la gravité traitée, l’équipe pourrait créer des surfaces optiques lisses. Lorsque vous avez créé la topographie requise de l’élément optique, l’exposition aux UV ou d’autres méthodes durcit le polymère liquide. Jusqu’à présent, l’équipe a fabriqué avec succès une grande variété de formes et de tailles de lentilles optiques, avec des tailles allant jusqu’à 200 mm et des formes telles que des tréfils.

L’auteur principal du document de recherche, Mor Elgarisi, a déclaré: « Nous avons identifié une gamme infinie de topographies optiques possibles qui peuvent être fabriquées en utilisant notre approche. La méthode peut être utilisée pour fabriquer des composants de toute taille et, comme les surfaces liquides sont naturellement lisses, aucun polissage n’est nécessaire. L’approche est également compatible avec tout liquide pouvant être solidifié et présente l’avantage de ne produire aucun déchet.’

Mor Elgarisi. Crédit: Technion – Institut israélien de technologie

Il est facile d’imaginer les applications possibles d’une telle technologie. Au-delà de l’amélioration de la vie des gens en rendant l’optique corrective plus accessible, la méthode pourrait également permettre aux petits laboratoires et aux entreprises de travailler plus efficacement, favorisant ainsi l’innovation. Peut-être que la méthode pourrait même être utilisée pour prototyper des objectifs de caméra.