Mesurer la lumière à travers de petites ouvertures
Pour la première fois, une équipe de chercheurs néerlandais, allemands et sud-coréens a démontré que la lumière peut se faufiler dans les ouvertures les plus infimes au moyen des rayonnements térahertz (THz). Leurs résultats, récemment publiés dans la revue Optics Express, devraient contribuer au développement de la microscopie et de la microspectroscopie térahertz (THz). Pendant de nombreuses années, les physiciens se sont heurtés au phénomène complexe de la diffusion de la lumière à travers des ouvertures plus petites que la moitié des longueurs d'ondes de la lumière utilisée. «Ce processus n'a jamais été étudié en profondeur, en partie parce que les technologies dont nous disposions ne nous le permettaient pas», explique le professeur Paul Planken de l'université de technologie de Delf (Pays-Bas) et co-auteur de l'article. À l'aide de rayonnements THz, qui sont en fait des rayons infrarouges lointains d'une fréquence d'environ 1000 billions Hz, les chercheurs ont pu démontrer qu'il était possible de réaliser des mesures à proximité d'une ouverture lorsque suffisamment de lumière passait à travers (même lorsque cette ouverture est 50 fois plus petite que la longueur d'ondes). Les rayonnements THz mesurent la force de pénétration du champ électrique de la lumière près de l'ouverture, et non l'intensité de la lumière, contrairement aux méthodes traditionnelles. Les valeurs du champ électrique ont permis aux chercheurs d'obtenir davantage d'informations sur le comportement de la lumière dans des situations où les valeurs de l'intensité le permettent. On mesure la force du champ électrique en calculant l'indice de réfraction du cristal près d'une ouverture à l'aide d'un faisceau laser. De légers changements apparaissent dans l'indice de réfraction du cristal lorsqu'il se trouve dans un champ électrique variable. En mesurant les différences des indices de réfraction, les chercheurs peuvent estimer la force du champ électrique de la lumière près de l'ouverture. À long terme, ces résultats devraient permettre d'améliorer la microscopie térahertz, une nouvelle technique d'imagerie très intéressante, ainsi que la microspectroscopie THz, une autre technique permettant d'identifier d'infimes quantités de substances grâce à la lumière. Cette dernière recherche confirme le «modèle de Bouwkamp», qui tient son nom du chercheur néerlandais qui a travaillé pour la compagnie d'électronique néerlandaise Philips il y a 58 ans. Bouwkamp avait non seulement prédit que la force d'un champ électrique était extrêmement forte à l'extrémité d'une ouverture, mais il avait également affirmé que la force de ce champ diminuait parallèlement à la réduction de la fréquence des rayonnements THz.
Pays
Allemagne, Pays-Bas