Fonctionnalisation des écrans de téléphones mobiles : des premiers dispositifs invisibles à l'amélioration de l'écriture par laser

Après avoir acheté par curiosité un écran de téléphone mobile sur Internet, il a été suggéré d'inscrire un guide d'ondes à l'intérieur, ce qui était une première dans ce type de verre. Un rêve fit alors surface : la fabrication de dispositifs invisibles afin de fonctionnaliser l'écran des téléphones mobiles. Pour être invisible (sous une lumière ambiante normale), un dispositif ne doit ni rayonner, ni absorber, ni réfléchir, ni réfracter la lumière visible d'une façon détectable par l'oeil. Ceci semble contre la nature des choses et seulement possible dans les romans de science-fiction. Néanmoins, les résultats de cette thèse démontrent le contraire. Pour arriver à cette fin, les limites optiques de l'oeil humain ont tout d'abord été étudiées afin de connaître les paramètres critiques que doit posséder un mince guide d'ondes cylindrique afin qu'il soit indétectable par l'oeil. Notons que les guides d'ondes (semblables à des fibres optiques) sont la base des dispositifs photoniques, un peu comme le sont les fils conducteurs pour l'électronique. En plus de devoir être fait d'un matériel transparent (qui n'absorbe pas la lumière visible), il est démontré que la variation d'indice de réfraction d'un guide d'ondes par rapport à l'écran de verre ne doit pas dépasser ∼3×10-4 pour être invisible, ce qui est extrêmement petit. L'électronique ne peut en aucun cas rencontrer ces critères avec la lumière visible. En fait, pour rencontrer ces critères, le dispositif doit être fait du même matériel (le même verre) et seule une légère modification très précise de la structure atomique doit avoir lieu. Jusqu'à maintenant, une seule méthode semble avoir le potentiel de parvenir à cette fin : le traitement laser ultrarapide (aussi appelé laser femtoseconde (fs)). En effet, grâce à leurs impulsions laser très courtes (∼100 fs) qui permettent l'absorption multi-photon via une interaction non-linéaire, la technologie des lasers fs pousse sans cesse les limites de précision en trois dimensions, en plus de permettre la modification de la structure atomique sans dommage collatéral et sans effet d'accumulation de chaleur. Dans le but de parvenir à l'invisible, l'interaction laser-verre est étudiée afin de tenter de cerner les mécanismes physiques du changement d'indice; le type de modification structurelle utilisé dans cette thèse n'étant pas parfaitement compris dans la littérature.