Des lentilles invisibles en herbe express
Lorsque la lumière frappe une plaque transparente, une partie se réfléchit à sa surface. Pour les astronomes, c'est une perte de précieux photons provenant d'étoiles lointaines. Les nouvelles microlentilles, imprimées en 3D à partir de la résine IPX Clear, laissent passer la lumière visible et le proche infrarouge, mais à la frontière avec l'air, elles perdent environ 8 %.
La solution vient de la nature. On dépose sur le verre une couche d'alumine qui se développe en minuscules brins d'herbe. La lumière traversant cette « pelouse » ne rencontre pas une frontière nette, mais une transition progressive de l'air au matériau. La réflexion est supprimée et la transmission passe de 92 % à 99 %.
Les auteurs ont appliqué ce revêtement pour la première fois sur des microlentilles imprimées en résine IPX Clear. Après traitement, les lentilles ne réfléchissent que 0,3 % de la lumière dans la gamme de 400 à 850 nm. Cela signifie que les télescopes équipés de telles lentilles pourront collecter davantage de lumière provenant d'objets faibles.
Le revêtement n'a pas encore été testé sur toute la plage de fonctionnement de la résine (jusqu'à 1700 nm), mais les premiers résultats sont encourageants. À l'avenir, il est prévu d'ajouter une couche protectrice de dioxyde de silicium pour que les brins d'herbe ne craignent ni l'humidité ni les variations de température.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.03752
Two-photon polymerization (2PP) enables fabrication of high-precision micro-optics with complex freeform geometries, opening a new parameter space for custom astronomical optics. Among available resins, the newly developed IPX Clear is particularly well suited for visible applications, offering high transmission across the visible-near-IR, low surface roughness, and excellent shape fidelity. However, Fresnel reflections at the air-polymer interface introduce significant optical losses, which are detrimental in low-signal astronomy. Previous studies show grass-like alumina coatings on glass and fused silica can raise average transmission from 91.9% to approximately 99% over 400-900 nm. Here we explore the feasibility of Atomic Layer Deposition (ALD) to apply such coatings to IPX-Clear micro-optics over 400-1700 nm. Grass-like alumina anti-reflective (AR) coatings can approximate the ideal index condition by creating a gradual refractive-index transition from air to bulk IPX Clear, suppressing surface reflections. While grass-like coatings are established on bulk optics and conformal ALD films have been applied to 2PP micro-optics, we demonstrate - for the first time - alumina grass on 2PP microlenses made with the new IPX-Clear resin. We discuss key challenges and process steps, and observe that alumina-grass-coated microlenses lose only approximately 0.3% of photons to reflection in the 400-850 nm range. Future work will test performance across the full 400-1700 nm band and explore improved environmental resilience, e.g., a SiO2 overcoat. Combined with the high optical transparency of IPX Clear, these coatings enable custom-designed, highly efficient microlenses for astronomical applications.
La couche d'« herbe » en alumine est si fine que son épaisseur est mille fois plus petite que le diamètre d'un cheveu humain, mais elle augmente la transmission de la lumière de près de 7 %.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Rendez-vous avec Rama », le vaisseau extraterrestre possède des surfaces parfaitement noires qui absorbent toute la lumière – ici, la tâche est inverse : créer des surfaces qui ne réfléchissent pas la lumière, mais la laissent passer.