Edullisempia lasereita satunnaisuudella

Tampereen teknillisen yliopiston koordinoimassa tutkimuksessa kehitettiin uudenlainen satunnaislaser, joka mahdollistaa entistä edullisemmat laservalonlähteet. Tutkimuksessa onnistuttiin ensimmäisenä maailmassa myös säätämään laserin ulostulosäteen suuntaa jännitteen avulla.  Tampereella aloitetaan myös ennätystehokkaan laserin kehittäminen 5,2 miljoonan euron Pulse-projektissa.

Perinteiset laserit koostuvat vahvistinaineesta ja optisesta kaviteetista. Rakenne perustuu optisten komponenttien tarkkaan suuntaukseen ja lisäksi ne ovat siksi suhteellisen kalliita. Satunnaisuuteen perustuvat laserit tekevät mahdolliseksi edulliset laservalonlähteet.

Tampereen teknillisen yliopiston, Roma Tre -yliopiston (Italia), Southamptonin yliopiston (Englanti) ja Case Western Reserve -yliopiston (Yhdysvallat) välisellä yhteistyöllä on toteutettu uudenlainen satunnaislaser, jossa optisesti synnytetty aaltojohde parantaa laserin ominaisuuksia ja kerää sen tuottaman valon hyvin määriteltyyn suuntaan joka on ollut suurin satunnaislaserin ongelma.

Tutkijat uskovat, että heidän tuloksensa vievät satunnaislaserit lähemmäksi sovelluksia esimerkiksi spektroskooppisissa mittauksissa tai ympäristön monitoroinnissa. Työn rahoittivat Suomen Akatemian Finland Distinguished Professor -ohjelma ja Tampereen teknillinen yliopisto.

Tampere kehittämään myös ennätystehokasta laserjärjestelmää

Tampereella on aktivoitumassa lisääkin laser-tutkimusta. Yliopisto on mukana myös ennätystehokkaan laserjärjestelmän kehittäminen osana Pulse-hanketta. Hanketta koordinoi TTY:n tutkijatohtori Regina Gumenyuk ja tutkimus on saanut 5,2 miljoonan euron EU:n Horisontti 2020 -rahoituksen. Nelivuotinen projekti alkaa tammikuussa 2019.

Tehokasta ja ultranopeaa laserteknologiaa käytetään laajalti useilla teollisuudenaloilla ja sillä korvataan jatkuvasti vanhoja menetelmiä. Tammikuussa 2019 alkavassa High-Power Ultrafast Lasers using Tapered Double-Clad Fibre (PULSE) -hankkeessa kehitetään maailmanennätysluokan 2,5 kilowatin laseria, joka tuottaa jopa vain femtosekuntien mittaisia pulsseja yhden gigahertsin pulssitiheydellä.

”Hanke edistää tehokkaan ja tarkan ultranopean laserteknologian käyttöä teollisessa tuotannossa ja laajentaa teknologian sovellusaloja. Tavoitteenamme on tuoda markkinoille laser erittäin kilpailukykyisellä hinnalla, jotta se voidaan ottaa laajasti käyttöön teollisuudessa”, kertoo hanketta koordinoiva tutkijatohtori Regina Gumenyuk TTY:n fotoniikan laboratoriosta.

Lisää: Satunnaistekniikalla toteutetun laserin tutkimustulokset on julkaistu Nature Communications -lehdessä vol. 9, art. 3863, 2018. (LINKKI)

Kuva: Satunnaisuuteen perustuva laser solitoni-aaltojohteessa. Aaltojohde synnytetään fokusoimalla punainen lasersäde nestekidemateraaliin (siniset ellipsit). Laser saadaan aikaan pumppaamalla väriainemolekyylejä vihreällä valolla. Tämä synnyttää keltaista valoa, jonka solitoni ohjaa ulos näytteestä. Solitonin ja ulostulon suuntaa voidaan ohjata jännitteellä.

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran kuukaudessa. (LINKKI)

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!