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

Werledprimeur: metaoppervlaklaser produceert eerste superchirale licht

Oprichting onderzoeksfaciliteit om micro-organismen beter te benutten

Nieuw type lens op nanoschaal met aan/uitschakelaar

Micro-organismen overleven hoge temperaturen door samenwerking

Nieuwe impuls voor assemblage fotonische chips

VIB bouwt innovatieve bioincubator en nieuw hoofdkantoor

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

EPLAN Online Forum 2020

Virtuele kennisdeling

woensdag 3 juni 2020

3D-printing in Business

Engie Fabricom - Zwijndrecht

donderdag 4 juni 2020

Artificial Intelligence

IMF Academy Haarlem (NL)

van 6/06/2020 tot 23/06/2020

Seanergy 2020

Nantes (FR)

van 10/06/2020 tot 12/06/2020

Contract Management (IACCM)

IMF Academy (centraal Nederland)

van 11/06/2020 tot 18/06/2020

METAV Web Sessions: innovation

online

van 15/06/2020 tot 19/06/2020

Keuze van de redactie

(19/5) UAntwerpen maakt nieuwe database voor klimaatverandering op bodemniveau

(19/5) Logistieke sites duurzamer door smart microgrid-technologie

(13/5) 5 miljoen euro EU-subsidie voor hernieuwbare maritieme brandstoffen

(12/5) Volvo Cars partnert met Luminar voor technologie autonome voertuigen

(5/5) IRE produceert medische radio-isotoop op basis van laagverrijkt uranium

(4/5) Eerste start-ups nemen hun intrek in BlueChem chemie-incubator

>> 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.

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Vakbeurs wire en Tube door corona verplaatst naar 7-11 december

Zonder draad, kabels en buizen kan geen gebouw worden geconstrueerd, geen brug worden gebouwd en geen vliegtuig opstijgen. Daarom werd beslist om wire en Tube dit jaar toch nog te laten doorgaan.

Logistieke sites duurzamer door smart microgrid-technologie

In het nieuwe project 'Logigrid' onderzoeken VIL en Flux50, in samenwerking met 13 bedrijven, de mogelijkheden om van logistieke sites "local energy communities" te maken.

Pharma.be start zoektocht naar nieuwe CEO

Pharma.be meldt dat de huidige CEO, Catherine Rutten, besloten heeft om de federatie op 30 juni te verlaten. Na 7 jaar wil ze haar carrière een nieuwe wending geven.

Hello Customer haalt 6 miljoen euro op voor verdere expansie

Deze Gentse scale-up biedt software as a service-platform aan om geautomatiseerd feedback van klanten te verzamelen en te analyseren met behulp van artificiële intelligentie.

bECO2 haalde al 1 miljoen ton CO2 uit de lucht voor slim hergebruik

De joint venture bECO2 (10 jaar geleden opgericht op de site van INEOS Oxide) heeft ondertussen al 1 miljoen ton CO2 uit de lucht gehaald en klaargemaakt voor industrieel hergebruik.

Nieuw fabricageproces voor fotonische geïntegreerde schakelingen

TU Eindhoven heeft een op polymeren gebaseerde aanpak ontwikkeld die de programmeertijd aanzienlijk verkort en de programmeermogelijkheden voor PIC's vergroot.

Ontwikkeling voedsel op basis van insecten stimuleren

Inagro en Thomas More Hogeschool ontwikkelen met acht internationale partners duurzame productie- en verwerkingstechnieken voor voedingsmiddelen op basis van insecten.

Zeewier als brandstof voor vrachtwagens

TNO en de TU Eindhoven ontwikkelen efficiënte productieprocessen voor de productie van brandstoffen uit zeewier voor CO2-neutraal zwaar wegtransport, zoals ethanol en butanol.

Conductieve geleidbaarheidssensor voor hygiënische toepassingen

De nieuwe conductieve geleidbaarheidssensor LDL100 van ifm onderscheidt razendsnel het verschil tussen verschillende media. Dit dankt hij aan zijn compacte bouwvorm, zonder verdere aanpassingen voor leidingen met kleine diameters, met als belangrijkste voordeel een bijzonder efficiënte besturing van CIP-processen. >>

Partners