Ny laserteknik öppnar en helt ny värld av möjligheter

Åsa Haglund och hennes forskargrupp vid Chalmers arbetar med att ta fram en ny ytemitterande laser som ska ge blått ljus. Tekniken är efterlängtad eftersom en blå laser banar väg för nya användningar inom en rad olika områden.

Ända sedan den infraröda ytemitterande lasern gjorde sitt kommersiella intåg på 1990-talet har forskare försökt utveckla en blå laser. Problemet har varit att de försök som gjorts med lasertypen, kallad vertikalkavitetslaser, VCSEL, visat stora energiförluster och inte fungerat i kontinuerlig drift. Att man inte bara har gett upp beror på att en blå laser ger en rad fördelar.
– En blå laser skulle till exempel kunna ersätta LED-lampan, öka laserprintrars utskriftskvalitet samt öppna upp helt nya möjligheter inom sjukvården. Forskning pågår bland annat kring flourescens-baserad cancerdiagnostik. Idag används dyra och effektförbrukande lasrar för att demonstrera koncept, men om detta ska ut i patientledet krävs mindre och billigare lasrar. Och det är här vår forskning kommer in i bilden, säger Åsa Haglund, docent på avdelningen för fotonik vid Chalmers.
I ett SSF-finansierat projekt fokuserar gruppen på belysningstillämpningar, där tanken är att ersätta LED-lampan med blå laser, som jämfört med en lysdiod kan skicka ut mycket mer ljus från en liten yta.
– Vi får alltså mindre materialåtgång och förhoppningsvis en billigare lösning.

Genombrott
För en kort tid sedan kom genombrottet som alla väntat på: forskargruppen hittade orsaken till varför blå lasrar inte fungerar tillfredsställande.
– Vi upptäckte att det sätt som används för att styra ströminjektionen ger stora förluster för ljuset. Vi har därför föreslagit ett annat sätt att styra strömmen och därmed har nu rekordhöga uteffekter uppnåtts. Nästa steg blir att få till hög energieffektivitet och lång livslängd.
Forskargruppen jobbar även med att ta fram ultravioletta lasrar.
– Här har vi börjat från noll, men kommit så långt att vi har utvecklat en teknik med vilken man kan lyfta av det tunna lasermaterialet ifrån kristallen det är växt på. Man kan därmed lägga en högkvalitativ spegel på botten av lasern. Denna teknik gör det också möjligt att återanvända den dyrbara kristallen som lasermaterialet är växt på istället för att slipa bort den. Det tunna lasermaterialet kan vi placera på vilket material vi vill, vilket öppnar en helt ny värld av möjligheter. På tio års sikt hoppas jag att vi lyckats skapa UV-lasrar med bra prestanda, och att tekniken som möjliggör de tunna skikten har skapat intresse utanför själva laservärlden och bidragit till många fler tillämpningar än de vi jobbar med.