Etikettarkiv: Fotonik

Ny laserteknik öppnar en helt ny värld av möjligheter

Åsa Haglund, docent på avdelningen för fotonik vid Chalmers. Foto: Patrik Bergenstav
Åsa Haglund, docent på avdelningen för fotonik vid Chalmers. Foto: Patrik Bergenstav

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.

Chalmers – Fotonik: blå laser
Forskningen finansieras av Stiftelsen för Strategisk Forskning, Energimyndigheten och Vetenskapsrådet, och handlar om att utveckla mikrokavitetsljuskällor som emitterar i det ultraviolettablågröna våglängdsområdet, vilket möjliggör nya innovativa lösningar inom bland annat biomedicin.

Chalmers tekniska högskola
412 96 Göteborg
Tel: 031-772 10 00
www.chalmers.se


Världsledande inom fotonikforskning

Peter Andrekson är professor i fotonik och chef för FORCE.
Peter Andrekson är professor i fotonik och chef för FORCE.
Peter Andrekson är föreståndare för Force på Chalmers. Han leder ett forskarteam som utvecklar framtidens optiska fibersystem för kommunikation. Genom att mer effektivt utnyttja ljusets egenskaper skapas helt nya möjligheter att sända stora datamängder och även koppla upp oss mot rymden.

Om bara några månader ska Peter Andrekson leda Europas största konferens kring optisk kommunikation, ECOC, på Svenska Mässan i Göteborg. Mycket kommer att handla om bredband och framtidens system som kan sända ännu mer data, ännu fortare, ännu längre och mer energieffektivt än vad som är möjligt idag. Det handlar om enorma datamängder, och då talar vi inte om megabyte eller gigabyte utan om terabyte, alltså tusen miljarder byte, eller petabyte, en miljon miljarder byte.
– Men, det finns en gräns. Med dagens lösningar kommer det inte att vara möjligt att fortsätta den exponentiella tillväxten av kapacitet i våra informationssystem hur länge som helst. Om allt fortsätter kommer vi inom åtta år att förbruka mer elektrisk energi än vad vi kan producera. Så vi behöver utveckla den nästa generationens optiska system som är mer energieffektiva och som även tar hänsyn till prestanda och kostnader.

Brusfria förstärkare
Peter Andrekson är professor i fotonik och chef för FORCE, Fiber Optic Communications Research Centre, ett tvärvetenskapligt centrum på Chalmers. Fotonik är dels en teknologi, dels en vetenskap och kommer från ordet foton, ljuspartikel.
– Fotonik handlar om att använda ljuset som informationsbärare för olika tekniska tillämpningar, till exempel genom optiska fiber. Det kan handla om belysning, displayer och transport av data där ljusets karaktär är helt avgörande.
Nyligen belönades Peter Andrekson med ett prestigefyllt forskningsanslag från Vetenskapsrådet på 50 miljoner kronor.
– Jag blev överlycklig. Vi kan nu arbeta mer långsiktigt då anslaget sträcker sig över tio år.
Ett av de enskilt största forskningsprojekten handlar om utvecklingen av brusfria förstärkare som bygger på användningen av en särskild optisk fiber med speciella egenskaper vid telekomvåglängder. Med den nya tekniken kan man nå mycket längre och kraftigt förlänga räckvidden i ett fibersystem. Peter Andreksons forskarteam är idag världsledande på området. Nästa steg är att testa tekniken i trådlösa optiska länkar för att transportera data i fri rymd över riktigt långa avstånd, som till månen och mars.
– Med nya plattformen kan vi uppnå förstärkning vid helt nya våglängder, vilket öppnar dörrar till nya möjligheter. Vi ser även nya tillämpningsområden inom exempelvis bioteknik och spektroskopi.

Chalmers – FORCE
Forskningen utförs vid forskningscentrumet FORCE på Chalmers och finansieras genom Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning och av EU.

Chalmers tekniska högskola
412 96 Göteborg
Tel: 031-772 10 00
www.chalmers.se

www.chalmers.se