In a recent paper, J.B. Pendry [J.B. Pendry, Negative refraction makes a perfect lens, Phys. Rev. Lett. 86 (2000) 3966-3969] has mentioned the possibility of making perfect lenses using a slab of left-handed material with relative permeability and permittivity equal to -1. He gave a demonstration of the vital influence of the evanescent waves in this process, arguing that these waves are amplified inside the slab. In the present paper, we first try to give a rigorous electromagnetic demonstration of Pendryʼs statement, and we show that in fact the integral expression of the field in a region of space diverges. Since this divergence does not prove that the perfect lens does not exist, we then give a very simple theoretical demonstration that a homogeneous material with both relative permittivity and permeability equal to -1 cannot exist, even for a unique frequency. However, thanks to the heterogeneous nature of a metamaterial, it is shown that a material able to focus light more efficiently than current devices (but not perfectly) could exist. Finally, it is shown that a plane slab of dielectric photonic crystal can also focus light, a property which could be crucial for construction of superlenses in the visible and infrared regions. To cite this article: D. Maystre et al., C. R. Physique 6 (2005).

Dans un récent article, J.B. Pendry [J.B. Pendry, Negative refraction makes a perfect lens, Phys. Rev. Lett. 86 (2000) 3966-3969] a mentionné la possibilité dʼélaborer des lentilles parfaites en utilisant une couche plane de matériau main gauche dont les permittivité et perméabilité relatives sont égales à -1. Dans sa démonstration, Pendry montre lʼimportance capitale des ondes évanescentes dans cette propriété, ces ondes subissant une amplification dans le matériau main gauche. Dans cet article, nous donnons dʼabord une démonstration électromagnétique rigoureuse du résultat énoncé par Pendry. Nous relevons quʼen fait, lʼexpression intégrale du champ diverge dans une certaine région de lʼespace. Cette remarque ne démontre évidemment pas que la lentille parfaite nʼexiste pas. Nous donnons donc une démontration théorique simple quʼun métamatériau possédant une permittivité et une perméabilité relatives égales à -1 ne peut exister, même à une seule fréquence. Toutefois, en prenant en compte la nature hétérogène dʼun métamatériau, on peut montrer quʼun matériau capable de focaliser la lumière plus efficacement quʼun dispositif classique (mais non parfaitement) peut exister. Finalement, nous montrons quʼune couche planaire dʼun cristal photonique diélectrique peut lui aussi focaliser la lumière, une propriété qui pourrait se révéler cruciale pour la construction de superlentilles dans les domaines visible et microonde. Pour citer cet article : D. Maystre et al., C. R. Physique 6 (2005).