Nederlandse onderzoekers ontwikkelen nieuw type nanolaser

Onderzoek & Wetenschap 18/12/2018 8:24:05

Onderzoekers van de TU/e en DIFFER hebben een zeer energiezuinig type nanolaser ontwikkeld die in alle richtingen licht geeft en dat komt door foutjes in het materiaal.

Lees hieronder verder   
Verwant

TU Delft test met schaalmodel CO2-neutraler vliegen

In lab gecreëerde bloedvaten getest in nieuwe bioreactor

VUB spin-off Axiles Bionics haalt 2,4 miljoen euro op

Wetenschappers ontdekken elektrische geleiding in bacteriën (+video)

Isolatietechniek maakt chips krachtiger en kleiner

Druppelbeweging manier voor manipulatie kwetsbare biologische samples

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Infoavond metaalprinten

Aqtor! - Oostakker

dinsdag 15 oktober 2019

Transport & Logistics

Antwerp Expo

van 15/10/2019 tot 17/10/2019

Infoavond 3D-print voor matrijzen

Thomas More - Sint-Katelijne-Waver

dinsdag 22 oktober 2019

Parts2Clean

Messe Stuttgart

van 22/10/2019 tot 24/10/2019

Configuratie en calculatie van laagspanningsverdeelborden

Rittal Lokeren

dinsdag 22 oktober 2019

Rockwell Automation Teched Emea

München - Duitsland

van 22/10/2019 tot 24/10/2019

Keuze van de redactie

(9/10) Batterijen van elektrische wagens krijgen nieuw leven bij Umicore

(9/10) Kinepolis is ‘Onderneming van het Jaar’ 2019

(8/10) Central Auto overgenomen door Imes Dexis

(7/10) Qinetiq Space neemt nieuwe cleanroom van 450m² in gebruik (+fotoreportage)

(4/10) CO2 uit restafval geleverd aan glastuinbouw

(2/10) Kaumera: nieuwe grondstof uit afvalwater

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - De structuren die worden gemaakt in de nanowetenschap zijn zo klein dat het vrijwel onmogelijk is om ze perfect te maken. Een dergelijk gebrek aan grip op de exacte vorm en samenstelling, is normaal gesproken een vloek voor wetenschap en technologie.

Een Eindhovense onderzoekscollectief wist er echter voordeel uit te halen. Het team liet bewust een beetje wanordelijkheid toe in het materiaal dat ze gebruikten om nanolasers (een nanolaser is dunner dan een haar) mee te maken. Dat kleine beetje wanorde zorgde voor een grote verandering: de laser scheen niet meer slechts in één richting, maar in alle richtingen.

Een normale laser kloont elke foton (lichtdeeltje) vele malen in een stukje materiaal met spiegels aan de uiteinden. De fotonen bewegen daartussen op en neer en creëren op hun weg andere fotonen met dezelfde eigenschappen. Een van de spiegels laat een beetje licht door, en daar komt de ons bekende laserstraal uit.

Om dit tot stand te brengen wordt er stroom op het materiaal gezet, of hoogenergetisch licht op geschenen. Het minimum aan energie dat nodig is om laserlicht te creëren, wordt de laserdrempel genoemd.

Een polaritonlaser werkt anders. Die kloont geen fotonen, maar groepeert verschillende fotonen die daardoor gelijksoortig worden. Dit proces lijkt een beetje op de condensatie van water, waarbij waterdampmoleculen die eerst nog kriskras bewogen, samen druppels vormen. Door de ‘condensatie’ van fotonen ontstaat intens en gericht licht, laserlicht.

Een belangrijk voordeel van dit type laser is dat de laserdrempel veel lager is. Er is dus veel minder energie voor nodig. Een belangrijke horde die onlangs genomen werd, is dat polaritonlasers voorheen alleen werkten bij extreem lage temperaturen. Door gebruik van organische materialen werken ze inmiddels zelfs op kamertemperatuur.

De onderzoekers van de TU Eindhoven en DIFFER hebben nu een nieuw type polaritonlaser ontdekt. Die bestaat uit een regelmatig patroon van zilveren nanostreepjes op een stukje gekleurd, doorzichtig plastic (PMMA). Met dit principe wisten de onderzoekers vorig jaar al een nanolaser te maken, maar nu zorgden ze ervoor dat de zilveren streepjes niet helemaal perfect waren.

Dat leverde laserlicht in alle richtingen op. De eigenschappen van dit licht worden vooral bepaald door de kleurstofmoleculen in het plastic. Dit was onverwacht bij fotoncondensatie, omdat licht in alle richtingen eigenlijk emissies nodig heeft van individuele moleculen, wat haaks staat op de collectieve (coherente) emissie die typisch is voor condensatie.

Hoofdonderzoeker hoogleraar Jaime Gomez Rivas denkt dat de nieuwe laser in allerlei gebieden toepassing kan vinden. In vergelijking met leds is het licht veel helderder en nauwer afgebakend. Daarom zou hij goed geschikt zijn voor licht op microscopen, waar nu leds nog de standaard zijn.

LIDAR is een andere mogelijke toepassing (Laser Imaging Detection And Ranging). De huidige LIDAR-systemen hebben een of meer lasers en een set snel bewegende spiegels om een groot oppervlak te bereiken met het licht. Een laser die alle kanten uit schijnt, heeft die spiegels niet nodig, waardoor de systemen flink eenvoudiger zouden kunnen. En zelfs gewone verlichting zou een mogelijke toepassing kunnen zijn.

Gomez Rivas: “Onze resultaten zijn erg fundamenteel. We hopen vooral dat dit andere onderzoekers aanzet om nog betere resultaten te bereiken, bijvoorbeeld door de laserdrempel nog verder te verlagen en de hoeveelheid kleuren te vergroten.” << (Guy Leysen) (bron en foto: TU/e)


Leestip
Nonlinear emission of molecular ensembles strongly coupled to plasmonic lattices with structural imperfections
Mohammad Ramezani, Quynh Le-Van, Alexei Halpin, and Jaime Gómez Rivas, Physical Review Letters.

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Batterijen van elektrische wagens krijgen nieuw leven bij Umicore

ENGIE en Umicore hebben het eerste industriële ‘second life’ batterij­systeem ingehuldigd op de site van Umicore in Olen. Dit systeem bestaat uit 48 gebruikte batterijen.

Kinepolis is ‘Onderneming van het Jaar’ 2019

Een professionele jury, met vertegenwoordigers uit de top van het Belgische bedrijfsleven en de academische wereld, verkoos Kinepolis boven de andere finalisten Actief, Aertssen en Torfs.

Primeur: mobiele DC-unit toont mogelijkheden gelijkstroom

Voor het Europees project ENLEB ontwikkelde Hogeschool UC Leuven Limburg (UCLL R&E) een mobiele DC-Unit, die energie opwekt met zonnepanelen. Li-ion batterijen slaan overschotten op.

Oman Gas Company sluit nieuw vijfjarencontract met WideTech

Het gastransportbedrijf van Oman maakt gebruik van een geautomatiseerd gasrapportagesysteem, dat is ontwikkeld door het Waalse software bedrijf WideTech.

Solar Team wil WK winnen met zuinigere zonnewagen

Dit weekend start het wereldkampioenschap voor zonnewagens in het Australische Darwin. Het KU Leuven studententeam zal deelnemen met de BluePoint, de achtste zonnewagen.

Japan start zoektocht naar zwaartekrachtsgolven

De ondergrondse KAGRA-detector in Japan sluit zich met een Memorandum of Understanding (MoU) aan bij de twee Amerikaanse LIGO-detectoren en Italiaanse Virgo in Pisa.

Katoen Natie neemt Poolse warehouseactiviteiten van Nijhof-Wassink over

De overname geldt voor het logistiek centrum in het Poolse Kutno, waardoor Katoen Natie haar wereldwijde marktleiderpositie in de logistiek voor de (petro)chemische industrie verstevigd.

Willemen levert nieuwe Marokkaanse containerterminal op (+video)

Willemen Groep heeft in de haven van Tanger in Marokko een containerterminal opgeleverd voor APM Terminals. De gloednieuwe terminal heeft een jaarlijkse capaciteit van 3,3 miljoen teu.

Schubert & Salzer lanceert stoomkoeler 5090

De voordelen van het schijfklepsysteem voor stoomconditionering worden met de stoomkoeler type 5090 gecombineerd. Operatoren profiteren van een hoge afdichting, minder slijtage en geoptimaliseerde stoomcontrole. De stoomkoeler regelt de vereiste hoeveelheid injectiewater voor het koelen van stoom tot de gewenste stoom temperatuur. >>

Partners