Record imbattable de résolution pour une image en couleur : 100.000 dpi

Malgré les apparences, la résolution de l'image de ce visage de femme est un véritable exploit. Il ne mesure que 50 micromètres de largeur et de longueur et est doté d’une résolution de 100.000 ppp (dpi). Cette résolution est dix fois supérieure à celle que peut réaliser l’imprimante laser la plus performante du moment. Ci-dessus, les micrographies optiques de l'image, avant (a) et après (b) le dépôt de métal. En c, une micrographie optique d'une partie agrandie de l'image, sur laquelle on peut voir la précision des détails et le rendu des couleurs qui composent l'œil. L'échelle en blanc représente 10 micromètres. © A*Star 

D'apparence, l'image représentant un visage de femme n'a rien d'impressionnant. Elle paraît fortement pixellisée et ressemble à ce que l'on pouvait attendre d'une imprimante des années quatre-vingt. Et pourtant, elle est le fruit d'une prouesse. Elle ne mesure que 50 micromètres de largeur. C'est-à-dire l'équivalent de l'épaisseur d'un cheveu ! Concrètement, elle dispose d'une résolution de 100.000 points par pouce (dpi) ! Un record imbattable selon les chercheurs à l'origine de cet exploit.

Pour créer cette image en couleur, les scientifiques de l'Agency for Science, Technology and Research (A*Star) de Singapour sont allés jusqu'aux limites de la diffraction de la lumière. Selon les chercheurs, même en grossissant au maximum l'image, il est totalement impossible d'identifier deux points distincts à une résolution aussi élevée. Et l'inconvénient, c'est qu'à cette résolution, il est difficile de créer des couleurs. Pour comprendre comment ils y sont parvenus, il faut se placer à l'échelle nanoscopique.

Des pixels qui ressemblent à des Lego

La photo n'a évidemment pas été imprimée à partir d'une imprimante jet d’encre familiale, mais avec un appareillage spécifique, une sorte de « nano-imprimante » et le support n'est pas non plus du papier, mais une fine plaque de silicium sur laquelle un petit tapis d'un alliage d'argent et d'or a été déposé. Sur ce support, chaque pixel de l'image est composé de quatre petits piliers d'une taille de 96 nanomètres que les chercheurs ont appelé nanodisques. Ces petits disques sont fabriqués eux aussi à partir d'or et d'argent. Cette structure est réalisée par évaporation grâce à un faisceau d'électrons.

À l’échelle nanoscopique, chaque pixel comporte quatre nanodisques (Nanodisk) composés d’un alliage d’argent (Ag) et d’or (Au). L’ensemble repose sur une plateforme du même alliage (Backreflector Ag/Au) placée sur une plaque de silicium (Si substrate). Selon le diamètre et l’espacement des nanodisques, la lumière se reflète plus ou moins pour créer une nuance de couleur par diffraction. © A*Star 

Pour obtenir les différentes nuances de couleur, les nanodisques sont plus ou moins espacés et leur diamètre est plus ou moins gros. La lumière se reflète dessus et se diffracte. Ainsi, plus il y a d'espace entre deux nanodisques et plus l'élément va produire une couleur dans la partie rouge du spectre visible. Avec de telles dimensions, pour obtenir cette résolution, on se trouve alors à la toute limite de la résolution optique. C'est pour cette raison que les scientifiques pensent qu'il ne pourra jamais y avoir une résolution plus importante que celle-ci.

Dans le résumé de leur article publié sur Nature Nanotechnology, ils expliquent que cette technologie pourrait être employée pour fabriquer des micro-images utilisables pour sécuriser des données, par exemple.