Wereldprimeur: metaoppervlaklaser produceert eerste superchirale licht
Onderzoek & Wetenschap 25/05/2020 9:30:57
Superchiraal licht is licht met een ultrahoog hoekmoment en een draaiing van het licht rond haar eigen as, waardoor het licht zich voortplant volgens een helix.
Vlaanderen investeert jaarlijks vijf miljoen euro in Open Science
Cryomodules ontwikkeld voor onderzoeksreactor MYRRHA
Ruim 8 miljoen euro voor 12 innovatieve COOCK-projecten
imec wipt over de terahertzgap - artikel
Nieuwe drone voor verbeteren veerkracht wegeninfrastructuur
Autobouwer ontwikkelt lichte voertuigen dankzij ruimtevaarttechnologie
>> Meer verwant nieuwsHandhaving van octrooirechten
Het Ingenieurshuis - Antwerpen
van 26/01/2021 tot 14/12/2021
New dimensions of adaptive manufacturing
B&R online event
woensdag 27 januari 2021
Alternatief fossiele brandstof voor stoomproductie
Webinar
vrijdag 29 januari 2021
Postgraduaat Vastgoedkunde
Leuven of Kortrijk
van 4/02/2021 tot 10/12/2021
Toekomst federaal energiebeleid
Webinar
woensdag 10 februari 2021
'Digital Twin' versterkt maakindustrie?
Online event
vrijdag 12 februari 2021
(21/1) Jan De Nul baggert met 100% duurzame drop-in biobrandstof
(20/1) Siemens combineert offshore productie van groene waterstof
(19/1) Gimv verkoopt telecomspecialist OTN Systems
(19/1) VINCI Energies heeft Legendre Conveyors overgenomen
(15/1) Campine start nieuwe antimoonrecyclage
(14/1) Solvay lanceert waterstofplatform
>> Meer blikvangersENGINEERINGNET.BE - Onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel (VUB), de universiteit van Witwatersrand (Zuid-Afrika), Harvard University (USA), de Nationale Universiteit van Singapore (Singapore), en CNST (Italië) hebben de eerste metaoppervlaklaser ter wereld ontwikkeld die superchiraal licht produceert.
Prof. Vincent Ginis, VUB-onderzoeker, verbonden aan het Data Lab en de Applied Physics Research Group en betrokken bij de ontwikkeling van deze nieuwe laser: “Met deze laser combineren we de nieuwste technieken van nanofabricatie, optische metingen en data-analyse en bieden we een heel nieuw perspectief op de interactie tussen licht en materie. Licht kan gebruikt worden om op nanoniveau dingen te gaan bewegen.”
Een metaoppervlak is een super dun oppervlak waar kleine blokjes op zijn aangebracht via nanofabricatie. De eigenschappen van die kleine blokjes bepalen wat er gebeurt met het licht. De nieuwe laser gebruikt een metaoppervlak opgebouwd uit zorgvuldig vervaardigde nanostructuren, die 1.000 keer kleiner zijn dan de breedte van een menselijk haar.
Het licht gaat vele malen door dit metaoppervlak heen en krijgt telkens een nieuwe wending. Door de herhaalde interactie tussen het licht en het oppervlak kan de laser licht produceren met een ultrahoog hoekmoment, waardoor het licht heel sterk begint te draaien.
Het "gedraaide licht" (of chiraal licht) dat hierdoor ontstaat heeft een nooit eerder waargenomen hoge zuiverheid. Door zowel fundamentele als technische beperkingen was het tot nu toe niet mogelijk om deze gewenste chirale lichttoestand door een laser te laten produceren. Met de nieuwe laser kan dit nu wel, met volledige controle over het orbitale hoekmoment en de spin (polarisatie) van het licht.
Ginnis: “Door gebruik te maken van dit licht kunnen we op een totaal nieuwe manier microstructuren manipuleren. Licht kan gebruikt worden voor besturing: om dingen te verplaatsen en te sorteren. Gedraaid licht kan micro-apparatuur aandrijven om een stroom op gang te brengen, en om centrifuges na te bootsen, daar waar klassieke fysieke, mechanische systemen niet meer kunnen ingezet worden omdat ze te groot zijn.”
Verschillende industrieën en onderzoeksgebieden hebben superchiraal licht nodig om hun processen te verbeteren, waaronder de voedsel-, computer- en biomedische industrie.
Dit soort licht kan gebruikt worden om tandwielen optisch aan te drijven waar fysieke mechanische systemen niet zouden werken, zoals in microvloeistofsystemen. Het is bijvoorbeeld de bedoeling om medicijnen op een chip te fabriceren in plaats van in een groot laboratorium.
Het principe wordt in ook wel een “Lab-on-a-Chip” genoemd. Omdat alles klein is, wordt er licht gebruikt voor de besturing: om dingen te verplaatsen en te sorteren, zoals goede en slechte cellen. Gedraaide licht wordt gebruikt om micro-apparatuur aan te drijven om de stroom op gang te brengen, en om centrifuges na te bootsen met licht. << (Guy Leysen) (figuur: VUB)
ACHTERGROND
Het principe van chiraliteit is afgeleid van onze handen (Grieks: cheir), die elkaars spiegelbeeld zijn. Sommige moleculen zijn identiek op niveau van samenstelling, maar ze zijn elkaars spiegelbeeld en hebben daardoor andere eigenschappen.
DNA bijvoorbeeld is zo een molecule die in een welbepaalde richting draait. Licht kan op twee manieren chiraal zijn: door een draaiing rond haar eigen as (spin AM) en door een orbitaal hoekmoment (OAM), vergelijkbaar met de aarde die rond de zon draait.
Bij licht met een groot hoekmoment beweegt het licht in één richting, maar draait het tegelijkertijd ook rond haar voortplantingsas. <<