Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université du Michigan (UMich) met en lumière une ampoule qui ressemble à une ampoule à filament ordinaire mais produit une lumière torsadée, connue des physiciens sous le nom de lumière à polarisation elliptique.
Les ampoules à filament et autres sources lumineuses couramment utilisées émettent une lumière polarisée linéairement (lorsque les ondes lumineuses vibrent dans un plan) ou une lumière non polarisée (lorsque les ondes lumineuses vibrent dans toutes les directions à la fois).
Cependant, lorsqu’il s’agit de fabriquer des systèmes de vision pour robots ou véhicules autonomes, la technologie de la lumière torsadée constitue une exigence importante. En effet, cela leur permettra de différencier les couleurs, les textures, les surfaces et les directions.
“Ces découvertes, par exemple, pourraient être importantes pour qu’un véhicule autonome fasse la différence entre un cerf et un humain, qui émettent de la lumière avec des longueurs d’onde similaires mais une hélicité différente car la fourrure du cerf a une boucle différente de celle de notre tissu”, Nicholas Kotov, un des chercheurs. des auteurs de l’étude et un expert en génie chimique à l’UMich, dit.
La science de la création de lumière polarisée elliptiquement
Selon les chercheurs, la lumière torsadée peut être produite en utilisant la même technologie que la technologie des ampoules Edison (ampoule à filament), vieille de 100 ans.
“Nous avons progressivement remarqué que nous disposions d’une manière très ancienne de générer ces photons, ne reposant pas sur des excitations de photons et d’électrons, mais comme l’ampoule développée par Edison”, a déclaré Jun Lu, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral à l’UMich.
Les règles fondamentales de la physique suggèrent que tous les objets (y compris vous et votre chat) dont la température corporelle est supérieure au zéro absolu (c’est-à-dire >-273,15°C ou -459,67°F) libèrent des photons.
Cependant, certains objets absorbent le même nombre de photons qu’ils émettent à une température donnée, et ce phénomène est appelé rayonnement du corps noir.
Au cours de leur étude, l’équipe de l’UMich a tordu des fils de tungstène et des nanotubes de carbone pour créer un émetteur de lumière unique. Un point important à noter ici est que la longueur de chaque torsion correspond à la longueur d’onde de la lumière émise.
Cela a abouti à la création d’une lumière tordue similaire à celle qu’un corps noir tordu produirait. Ce qui est encore plus intéressant, c’est qu’un corps noir émet généralement une lumière non polarisée, mais dans ce cas, l’émetteur torsadé produit une lumière polarisée elliptiquement.
« Les progrès en physique du rayonnement du corps noir par les nanostructures chirales sont au cœur de cette étude. De tels émetteurs sont partout autour de nous », a déclaré Kotov.
Non seulement tordu mais aussi brillant
De plus, « bien que la luminosité soit le principal avantage de cette méthode de production de lumière torsadée, jusqu’à 100 fois plus brillante que les autres approches, la lumière comprend un large spectre de longueurs d’onde et de torsions », a ajouté l’équipe d’UMish.
Ils pensent qu’à l’avenir, leur technologie de lumière torsadée pourrait permettre aux robots et aux véhicules autonomes d’avoir une vision comme celle de la crevette-mante, un animal marin connu pour sa capacité à voir une large gamme de lumière UV et infrarouge, et son expertise dans la détection des torsions et des distorsions. motifs.
Le étude est publié dans la revue Science.
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