Kan revolutionera fjärranalysområdet

Lasertekniken har ett brett tillämpningsområde, men de begränsade mätmöjligheterna med traditionell laser-radarteknik utgör i många fall en bromskloss. I ett forskningsprojekt vid Fysiska institutionen vid Lunds universitet utvecklas en helt ny typ av bakåtriktad lasring som har potential att revolutionera hela fjärranalysområdet med drastiskt förbättrad detektionskänslighet.

Lasern har kontinuerligt funnit nya användningsområden och är idag till mycket stor nytta inom forskning, industri och samhälle. I de tillämpningsområden där det är svårt att placera lasern nära arbetsområdet används i dagsläget en markplacerad laser som sänder ut en stråle riktad mot mätområdet. En detektor registrerar det laserljus som spritts mot molekyler och partiklar i atmosfären, så kallad laser-radarteknik.
– Den stora begränsningen med laser-radar-tekniken är att laserljuset då det träffar en luftpartikel väsentligen sprids lika mycket i alla riktningar, vilket gör att en extremt liten andel av det spridda laserljuset når detektorn. Dessutom minskar denna andel kvadratiskt med avståndet till mätpunkten. Det begränsar mätmöjligheterna avsevärt, säger Joakim Bood, professor i förbränningsfysik på Fysiska institutionen vid Lunds universitet och forskningsledare för SSF-projektet Bakåtriktad lasring för optisk fjärranalys, som är inne på sitt tredje år av totalt fyra.

Fyller en nyckelroll
Syftet med forskningsprojektet är att överbrygga laser-radar-teknikens fundamentala begränsningar genom att generera en bakåtriktad laserstråle där något av ämnena i den omgivande gasen fungerar som aktivt medium.
– Med bakåtriktad lasring uppnås en betydligt högre känslighet och möjlighet att mäta lägre koncentrationer. Omställningen till ett hållbart samhälle innebär att vi i ökad utsträckning behöver elda med förnyelsebara bränslen, vilket ökar behovet av effektiv beröringsfri övervakning i exempelvis ugnar och på kraftverk. Här kan den bakåtriktade lasringen med extremt korta laserpulser göra stor nytta, säger Joakim Bood.
Inom ramen för forskningsprojektet genomförs laborativa tillämpningar med ambitionen att så småningom driva utvecklingen vidare mot tillämpningar i industrin. En målsättning är att skapa en mobil plattform för den nya mättekniken som kan testas på exempelvis kraftverk, i gasturbiner eller motorer.