Capteurs de lumière compacts déterminant la direction de la lumière incidente

Inspiration biomimétique : l'ouïe du gecko

Les geckos et de nombreux autres animaux ont des têtes trop petites pour trianguler la localisation des bruits comme les humains : avec des oreilles largement espacées. À la place, ils ont un minuscule tunnel traversant leur tête qui mesure comment les ondes sonores entrantes rebondissent pour déterminer leur direction.

Un système similaire pour détecter l'angle de la lumière incidente a été développé, permettant à de minuscules caméras de détecter d'où vient la lumière sans l'encombrement d'une grande lentille, la méthode typique pour déterminer la direction de la lumière. Ces minuscules détecteurs pourraient enregistrer des caractéristiques de la lumière comme la couleur, la polarité et l'angle. Une détection plus détaillée pourrait soutenir les avancées en caméras sans lentille, réalité augmentée et vision robotique, importante pour les voitures autonomes.

Principe de fonctionnement

Si un son ne vient pas directement au-dessus de la tête du gecko, un tympan vole essentiellement une partie de l'énergie de l'onde sonore qui aurait sinon tunnellisé vers l'autre. Cette inférence aide le gecko à comprendre d'où vient le son. Cette structure a été imitée dans le photodétecteur en ayant deux nanofils de silicium — chacun d'environ 100 nanomètres de diamètre — alignés côte à côte comme les tympans du gecko. Ils sont positionnés si près que quand une onde lumineuse arrive à un angle, le fil le plus proche de la source interfère avec les vagues, frappant son voisin et projetant essentiellement une ombre. Le premier fil à détecter la lumière enverrait alors le courant le plus fort. En comparant le courant dans les deux fils, les chercheurs peuvent cartographier l'angle des ondes lumineuses entrantes.