Lentille à gradient d'indice

Une lentille à gradient d'indice est un type de lentille dont le matériau est un verre à gradient d'indice, c'est-à-dire que l'indice de réfraction du verre est fonction de la position dans ce verre. Les propriétés de ces lentilles les rendent très utiles dans des domaines tels que les télécommunications pour le couplage d'un faisceau lumineux dans une fibre optique, ou tels que l'imagerie pour leur capacité à corriger les aberrations. Cela est aussi appelé Lentille de Lüneberg. Les verres à gradients d'indice sont des verres exploitant la propagation de la lumière dans un milieu d'indice variable. En 1854, James Clerk Maxwell invente la « lentille Fisheye » en réponse à un problème de l'Irish Academy demandant l'indice de réfraction d'un matériau permettant une image parfaite. Cette lentille théorique possède un indice de la forme où n est l'indice de réfraction du verre en un point de la lentille sphérique et R le rayon de cette lentille. Une généralisation de cette lentille sphérique fut proposée en 1966 par Luneburg, utilisant un profil d'indice différent. En 1905, Wood développe une lentille constituée d'une lame à face parallèle dont l'indice varie paraboliquement, l'extremum de l'indice se situant sur l'axe de révolution du composant. La lentille de Wood permet de focaliser ou faire diverger des rayons tout comme une lentille usuelle. C'est depuis 1970 environ que la technologie de fabrication de verre a permis de développer, qualifier et usiner des verres à gradient d'indice. Deux principaux types d'utilisation pour les verres à gradient d'indice sont pour les télécommunications avec les fibres optiques, et pour l'imagerie avec des lentilles usinées dans un matériau à gradient. On distingue généralement trois types de gradients : les gradients sphériques; les gradients cylindriques; les gradients axiaux. Plusieurs techniques sont possibles pour développer un verre à gradient d'indice : L'irradiation neutronique consiste à bombarder de neutron un verre riche en bore comme les borosilicates type BK7, créant le gradient d'indice.