Des scientifiques révisent les lois de l’optique pour de l’ultra haute résolution photographique

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Comme la plupart des paramètres de la photographie, la résolution a une limite supérieure dictée par les lois de la physique. Cependant, une équipe de scientifiques ont découvert un moyen de contourner cette limite fondamentale, menant à la création de nouvelles possibilités pour l’imagerie dans de nombreux domaines.

La loi de Rayleigh, qui est la distance minimale qui doit exister entre deux points contigus pour qu’ils soient correctement discernés par un système de mesure ou d’observation a longtemps été acceptée comme la limite inférieure des détails observables dans un système optique en utilisant la lumière visible. En bref, elle place une limite sur la quantité de détails que nous pouvons voir avant que le niveau de la diffraction dépasse la résolution. Cependant, les physiciens Martin Paur, Bohumil Stoklasa, Zdenek Hradil, Luis L. Sánchez-Soto, et Jaroslav Řeháček de l’Université Palacky de Madrid, et l’Institut Max Planck ont mis au point une façon innovante de contourner cette limite.

Alors que le pouvoir de résolution a longtemps été basé uniquement sur des informations prises uniquement à partir de l’intensité de la lumière, il y a beaucoup plus de détails pouvant être extraits de la phase de la lumière. C’est-à-dire qu’une onde est une perturbation qui se déplace dans un milieu. Il est possible de lui associer deux vitesses donde, soit la vitesse de phase et la vitesse de groupe. En se basant sur cette définition d’une onde, l’équipe a été en mesure d’atteindre des résolutions 17 fois au-delà de celle de la loi de Rayleigh. Un membre de l’équipe Sánchez-Soto nous explique :

Les manuels en optique devraient être réexaminés et la limite de Rayleigh placés dans un contexte plus large. En d’autres termes, le critère de Rayleigh était moins une conséquence de la nature de l’optique, qu’une méthode de détection.

Les implications sont potentiellement énormes: tous les télescopes et les microscopes dotés de capteurs pourraient un jour profiter de l’information supplémentaire pour produire des images beaucoup plus détaillées. Si cette évolution en est encore pour le moment à l’étape d’expérimentation, ce sont de très bonnes nouvelles pour le monde de l’imagerie. Car elles permettraient de concevoir des unités optiques dont la résolution dépasserait les limites acceptées de nos jours par les grands de l’industrie de l’image.

Cette recherche, publiée dans Optica, est l’aboutissement d’une course palpitante entre quatre équipes de scientifiques du monde entier. Tout le monde voulait prouver la violation de cette limite, mais l’équipe Sánchez-Soto a été la première à y parvenir.

L’expérience montre que la malédiction de Rayleigh n’est pas inhérente, mais une conséquence de ne pas avoir choisi une bonne stratégie de détection. Ces chercheurs proposent un système qui optimise l’information obtenue et peut dépasser la limite de Rayleigh. Au final, ce sont, en outre, les photographes qui en profiteront.

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