Cette caméra est 550.000 fois plus petite qu’une caméra conventionnelle. © Université de Princeton
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Cette caméra est plus petite qu’un grain de riz !

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Des chercheurs ont réussi à créer un appareil photo miniaturisé, ultracompact, capable de prendre des clichés en haute définition et en couleur. En faisant appel à une métasurface plutôt qu'une optique classique, ils ont réussi à réduire la caméra à la taille d'un gros grain de sel.

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Des caméras miniaturisées pourraient révolutionner la médecine en permettant aux médecins de voir beaucoup plus facilement à l'intérieur du corps humain. À cette fin, des chercheurs des universités de Princeton et de Washington sont parvenus à créer une caméra de la taille d'un grain de riz. Publié dans la revue Nature Communications, leur article détaille leur invention basée sur des métamatériaux.

Les chercheurs ont créé une métasurface qui capte la lumière grâce à 1,6 million de nano-antennes optiques. Chacune doit avoir sa propre géométrie unique pour former correctement le front d'onde optique. La conception de la métasurface a nécessité des simulations complexes, utilisant « des quantités massives de mémoire et de temps », pour tester de nombreuses configurations différentes des nano-antennes.

Comparaison des images obtenues en utilisant deux autres caméras à base de métamatériaux, le prototype des chercheurs et un appareil photo conventionnel. © Université de Princeton

Une caméra 550.000 fois plus petite qu’un appareil conventionnel

En plus des simulations, les chercheurs ont créé leur propre algorithme de déconvolution afin de reconstruire correctement l'image obtenue. Le résultat est une caméra qui mesure seulement 0,5 mm d'épaisseur et qui est capable de prendre des photos d'une qualité similaire à une caméra conventionnelle tout en étant 550.000 fois plus petite en volume. Ce n'est pas la première caméra conçue autour d'une métasurface, mais les résultats précédents étaient de bien moindre qualité.

En plus de réduire la taille des outils pour l'endoscopie, les chercheurs imaginent utiliser la même technique pour transformer des surfaces en capteurs. Cela permettrait, par exemple, de convertir la coque arrière d'un smartphone en caméra géante et d'éliminer ainsi le module photo traditionnel.

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