lentilles PLAsmoNIqueS planeS pour l’IMagerie et l'Optique – PLANISSIMO

PLANISSIMO est un projet de recherche industrielle dont l’objectif est de porter à maturité des concepts encore amonts, basés sur l’utilisation de nanostructures plasmoniques, jusqu’à un objet et une technologie proches de l’application industrielle. PLANISSIMO a pour but scientifique de démontrer la réalisation de lentilles ou miroirs semi-réfléchissants et focalisant à géométrie planaire, à base de nanostructures plasmoniques, et d’en proposer un ou plusieurs procédés de fabrication rendant compatibles les nanotechnologies avec la taille macroscopique de l’objet final. Le but industriel du projet est de concurrencer, par une nette rupture technologique en miniaturisation, les systèmes optiques actuellement embarqués dans les véhicules. Plusieurs solutions sont envisageables pour exploiter les propriétés des nanostructures métalliques à plasmons de surface localisés. L’ensemble des nanoparticules disposées sur un substrat de verre peuvent induire un spectre de réflectivité piqué autour d’une fréquence dépendant de leur forme, de leur taille et de leur éloignement. L’effet focalisant peut ensuite être généré par le positionnement périodique ou apériodique des nanoparticules sur la surface, à la manière des métamatériaux, et par la modification des propriétés optiques du substrat (gradient d’indice induit par implantation ou par gravure). Le projet est construit de manière à évaluer théoriquement et expérimentalement différentes géométries de structures, répondant aux caractéristiques définies par l’application visée, sur des petites dimensions (typiquement 200x200µm²) et à en proposer des procédés de fabrication pour des dimensions d’application réelle (plusieurs cm²). Trois partenaires constituent le consortium : PSA(Peugeot-Citroën) aura pour rôle la définition quantifiée des propriétés visées de l’objet final, en connaissance du marché et des besoins de l’automobile, la caractérisation finale de l’objet et les aspects valorisation et exploitation des résultats ; l’Institut Fresnel sera chargé de l’essentiel de la conception en accroissant progressivement la complexité de la simulation dans des outils développés « maison », afin de prendre en compte le filtre en réflexion, la réflectivité non-spéculaire et l’effet de focalisation ; ces aspects de conception seront développés en forte interaction avec l’IEF, par ailleurs pilote du projet, qui se chargera de certaines simulations, de la fabrication et de la caractérisation des petits échantillons. De manière itérative, une structure sera ainsi définie et caractérisée avant d’explorer le changement d’échelle de fabrication (notamment à l’aide de la technique de « nanoimpression ») et de fournir un échantillon « macroscopique » final à PSA (1 cm²). Par ailleurs des données sur les stratégies de fabrication grande échelle envisageables seront également collectées, éventuellement enrichies expérimentalement, afin de proposer un ou plusieurs procédés de nanofabrication grande surface.
En plus de moyens habituels de communication des résultats de la recherche, deux actions originales seront développées dans le cadre du projet : (1) l’intérêt et le potentiel des structures plasmoniques seront mis en évidence à des visiteurs potentiels au sein de PSA grâce un banc expérimental dédié incluant le composant développé dans PLANISSIMO; (2) deux des partenaires du projet sont impliqués dans une chaire d’enseignement incluant la plasmonique et qui pourra servir de vecteur de transmission et de promotion du domaine et de certains résultats du projet auprès des étudiants.
Ce projet de recherche industrielle sur 4 ans est donc très ambitieux et s’attache à préparer au mieux le transfert vers l’industrie d’un domaine en émergence de la recherche en nanotechnologie.