Pan Deng, jeune enseignant-chercheur au Laboratoire national clé des technologies d’acquisition et de protection de l’information optoélectronique de l’Université d’Anhui, en collaboration avec une équipe de l’Université des sciences et technologies de Chine, a proposé une méthode de fabrication composite par laser femtoseconde destinée aux dispositifs intégrés sur fibre. Ils ont construit une micropince optique tridimensionnelle sur l’extrémité d’une fibre commerciale, et leurs résultats ont récemment été publiés dans Nature. L’équipe de recherche intègre la transmission lumineuse, la conversion photothermique, la réponse des matériaux mous et la sortie mécanique de microstructures rigides sur la même extrémité de fibre : l’illumination provoque une déformation du matériau qui, contrainte par la microstructure, se transforme en mouvement contrôlé, réalisant ainsi une conversion efficace de l’énergie lumineuse en force mécanique à l’échelle micrométrique. En ajustant la puissance lumineuse incidente, on peut contrôler en continu l’amplitude de la force de préhension, autrement dit « contrôler la force par la lumière ». La force de sortie de cette micropince optique tridimensionnelle est plus de cent mille fois supérieure à celle des pinces optiques traditionnelles, permettant une manipulation précise de cibles micrométriques et un assemblage précis de microstructures complexes.
Comparé aux technologies de micro-manipulation existantes, ce dispositif satisfait simultanément à quatre exigences auparavant difficiles à concilier : la précision de manipulation, la force de sortie, la taille du dispositif et le degré d’intégration du système. Il surmonte les limitations des pinces optiques traditionnelles, incapables de manipuler des objets opaques, ainsi que celles des pinces mécaniques traditionnelles, trop volumineuses. Dans le domaine biomédical, cette micropince peut réaliser des opérations précises sur des objets microscopiques, telles que la manipulation de cellules uniques et le prélèvement d’échantillons à l’échelle micrométrique, dans des espaces restreints de l’ordre de la centaine de micromètres (comme les microvaisseaux sanguins ou les voies biliaires), ouvrant ainsi une nouvelle voie technologique pour la médecine mini-invasive. Les chercheurs indiquent que ce résultat permet à la fibre optique de passer d’un simple vecteur de transmission de l’information et de l’énergie lumineuse à une plateforme intégrée pour la manipulation optique à l’échelle nano-micro.