Les chercheurs ont développé une lentille en forme de spirale qui maintient une mise au point claire à différentes distances dans différentes conditions d’éclairage. Le nouveau verre fonctionne de manière similaire aux verres progressifs pour la correction de la vision, mais sans les distorsions typiques de ces verres. Cela pourrait contribuer à faire progresser les technologies de lentilles de contact, les implants intraoculaires pour la cataracte et les systèmes d’imagerie miniaturisés.
“Contrairement aux lentilles multifocales existantes, notre lentille fonctionne bien dans une large gamme de conditions d’éclairage et maintient la multifocalité quelle que soit la taille de la pupille”, a déclaré Bertrand Simon du Laboratoire de Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), unité mixte de recherche du Institut d’Optique Graduate School, Université de Bordeaux et CNRS en France. “Cela pourrait fournir une vision claire à long terme aux receveurs potentiels d’implants ou aux personnes souffrant d’hypermétropie liée à l’âge et potentiellement révolutionner l’ophtalmologie.”
Dans optique, la revue d’Optica Publishing Group pour la recherche à fort impact, les chercheurs décrivent la nouvelle lentille, qu’ils appellent la dioptrie spirale. Ses caractéristiques en spirale sont disposées pour créer de nombreux points focaux séparés, semblables à plusieurs lentilles en une. Cela permet une vision claire à différentes distances.
“En plus des applications en ophtalmologie, la conception simple de cet objectif pourrait également être d’une grande utilité pour les systèmes d’imagerie compacts”, a déclaré Simon. «Cela rationaliserait la conception et le fonctionnement de ces systèmes tout en offrant un moyen d’obtenir une imagerie à différentes profondeurs sans éléments optiques supplémentaires. Ces capacités, associées aux propriétés multifocales de la lentille, constituent un outil puissant pour la perception de la profondeur dans les applications d’imagerie avancées.
Créer un vortex de lumière
L’inspiration pour la conception de la lentille spirale est venue lorsque le premier auteur de l’article, Laurent Galinier de SPIRAL SAS en France, a analysé les propriétés optiques des déformations cornéennes sévères chez les patients. Cela l’a amené à concevoir une lentille avec une conception en spirale unique qui fait tourner la lumière, comme l’eau s’écoulant dans un égout. Ce phénomène, connu sous le nom de vortex optique, crée plusieurs points de mise au point clairs qui permettent à l’objectif d’assurer une mise au point claire à différentes distances.
“La création d’un vortex optique nécessite généralement plusieurs composants optiques”, a déclaré Galinier. « Cependant, notre lentille contient les éléments nécessaires pour créer un vortex optique directement à sa surface. La génération de vortex optiques est un domaine de recherche en plein essor, mais notre méthode simplifie le processus et marque une avancée significative dans le domaine de l’optique.
Les chercheurs ont créé la lentille à l’aide d’un usinage numérique avancé pour former une conception en spirale unique avec une grande précision. Ils ont ensuite validé l’objectif en l’utilisant pour imager un « E » numérique similaire à ceux utilisés sur le tableau lumineux d’un opticien. Les auteurs ont constaté que la qualité de l’image restait satisfaisante quelle que soit la taille d’ouverture utilisée. Ils ont également découvert que les vortex optiques peuvent être modifiés en ajustant la charge topologique, qui correspond essentiellement au nombre de tours autour de l’axe optique. Les volontaires qui ont utilisé les lentilles ont également signalé des améliorations notables de leur acuité visuelle à différentes distances et conditions d’éclairage.
Transdisciplinaire
Pour réaliser le nouvel objectif, la conception intuitive a dû être combinée avec des techniques de fabrication avancées grâce à une collaboration interdisciplinaire. “La lentille dioptrique spirale, conçue à l’origine par un inventeur intuitif, a été scientifiquement étayée par une collaboration de recherche intensive avec des scientifiques en optique”, a déclaré Simon. « Le résultat a été une approche innovante pour développer des lentilles avancées. »
Les chercheurs s’efforcent désormais de mieux comprendre les vortex optiques uniques créés par leur lentille. Ils prévoient également de mener des essais systématiques sur la capacité de correction de la vision des lentilles chez l’homme afin de déterminer de manière exhaustive ses performances et ses avantages dans des conditions réelles. De plus, ils explorent la possibilité d’appliquer le concept aux lunettes de vue, qui pourraient potentiellement offrir aux utilisateurs une vision claire à plusieurs distances.
« Ce nouveau verre pourrait améliorer considérablement la profondeur de vision des gens dans des conditions d’éclairage changeantes », a déclaré Simon. “Les futurs développements de cette technologie pourraient également conduire à des avancées dans les technologies d’imagerie compactes, les appareils portables et les systèmes de télédétection pour drones ou voitures autonomes, ce qui pourrait les rendre plus fiables et efficaces.”