ENGINEERINGNET.BE - “Wij wandelen binnen met een heel ander product: licht, energiezuinig en met een zeer stabiel signaal, met minder ruis, meerdere klassen beter dan wat vandaag op de markt te vinden is. Mensen zijn even aan het slikken. Wij koesteren hoge verwachtingen”, zegt Cees Links, CEO van het Nederlandse SuperLight Photonics.
De spin-off van de universiteit van Twente werd in november 2022 opgericht. Het bedrijf dat zaaigeld van DeepTechXL en Oost NL ving, lanceerde een jaar later zijn SLP-1000, 's werelds eerste draagbare breedbandlaser. Het toestel loopt op batterijen, is compact, robuust en weegt slechts 900 g met een volume van minder dan 1 l. De gepatenteerde lichtbron kan een revolutie betekenen voor tal van industriële, medische en spectroscopietoepassingen.
De SLP-1000 van SuperLight Photonics is amper zes maanden oud. Sindsdien is het op twee beurzen in de VS geshowd en zijn er distributiecontracten ondertekend met distributeurs in Engeland, de Benelux en Duitsland. “Het gaat om lokale distributeurs, die ook lasers verkopen.” Links spreekt voorts met mogelijke distributeurs in de VS, Indië, Japan, China …
Gefragmenteerde markt
De lasermarkt is heel gefragmenteerd. Vooralsnog behelpt de industrie zich met halogeenlampen die sinds september 2018 gefaseerd uit de handel gehaald worden. “Precies op dat knikpunt in de markt komen wij binnen met onze lichtbron. Maar tegelijk loopt nog steeds de oefening rond de vraag waar ons product precies het best past”, aldus Links. Alsnog zijn wel de spectroscopiemarkt en sensing metrologie aangestipt.
Denk aan materiaalherkenning, het detecteren van scheurtjes in olie- of gaspijpleidingen maar ook toepassingen als optische sensoren in auto‘s kunnen. In de medische wereld ligt een mogelijke toepassing in endoscopen. In oogheelkunde maakt de breedbandtechnologie het mogelijk om dieper in het oog te kijken. “Dan hoeft de arts de apparatuur niet te tunen op verschillende dieptes, maar alle dieptes in één keer in beeld brengen.”
In forensics kan men bijvoorbeeld diepere huidlagen op vingerafdrukken scannen en daarmee het ogenblik van overlijden bepalen … De technologie vermag het om zowel heel nabij als verder weg te ‘schijnen’ of te scannen. “Ons toestel produceert coherent licht in een scherpe straal waarmee we meters ver kunnen kijken om het weerkaatste licht te analyseren.”
Het vermogen van de compacte laser kan verder opgetrokken worden. Zet de laser op een robotarm of op een drone en je kan ermee in broeikassen of op het veld ziektes op planten detecteren, bijvoorbeeld. Allemaal applicaties die bovendrijven. “Uiteindelijk zijn we een lampenbedrijf op zoek naar de meest geschikte applicaties”, zegt Links. “Dat het allemaal nog niet scherp op het netvlies staat, is typisch voor spin-outs aan de universiteit. Ons ‘marsplan’ is vandaag dan ook behoorlijk opportunistisch.”
Lampenbedrijf
Octrooien legde het jonge bedrijf vast in 2020-21. De Patterned Alternating Dispersion (PAD) technologie ontwikkelde Haider Zia - nu CTO bij SuperLight Photonics - aan de universiteit van Twente samen met Klaus Boller die ondertussen met pensioen ging. De universiteit droeg de technologie over aan de start-up tegen aandelen in het bedrijf. Het bedrijf dat nu zes mensen telt, is op snelheid.
“Dit kwartaal willen we meer duidelijkheid over onze applicatiegebieden en de natuur van het bedrijf.” Het kan meerdere kanten uit. “Of we blijven een ‘lampenbedrijf’. Of we worden een applicatie ingetrokken. Maar het is ook mogelijk dat we fotonische IC’s of PIC’s gaan bouwen.” Wat er vandaag het meest belovend uitziet? “Het duurt in de regel negen maanden vooraleer een vrouw een kind baart. Ook bij ons moet het inzicht groeien.
Dat kan je niet forceren. Het zal er telkens om gaan ons in te passen in een heel eigen ecosysteem. De PIC industrie is vandaag nog heel erg ambachtelijk maar heeft een sterke toekomst. Elektronen zijn groot en zwaar, ze hebben een lading en zijn dan ook makkelijk te hanteren. Maar elektronische IC’s lopen tegen hun limieten aan. Fotonen hebben het voordeel geen massa te hebben, ze zijn veel lichter, maar ze hebben geen lading en schieten alle kanten uit … In de PIC industrie begrijpen we stilaan hoe we fotonen kunnen beheersen. Met de fotonica bouwen we voort op de elektronica en dat zal ongetwijfeld voor een boost zorgen.”
Patterned Alternating Dispersion (PAD)
Uitvinder, oprichter en CTO van SuperLight Photonics is Haider Zia. Hij deed zijn PhD research aan het Department of Ultrafast Dynamics aan het Max Planck Institute of Multidisciplinary Sciences. Hij ging voor een ‘on chip’ breedbandlaser en gebruikt niet-lineaire optische effecten - hij heeft het over een Patterned Alternating Dispersion (PAD) - om het spectrum te bekomen van een monochromatische laserbron, een zogenaamde ‘witte’ en daarmee een supercontinuumlaser. Met een bron van 12 W is het resultaat een spectrale output die loopt van 450 tot 1.500 nm (400 nm@-3dB, 1.500 nm@-20dB) in het nabije infraroodgebied (NIR) met een herhalingsfrequentie van 100 MHz en pulsen van zo’n 20 fs.
Normale dispersiegolfgeleiders, met een negatieve dispersiecoëfficiënt, neigen ertoe de blauwere lichtfrequenties in het golfgeleidermedium te vertragen en de ‘rodere’ frequenties te versnellen. Golfgeleiders met abnormale dispersie kennen een positieve dispersie-coëfficiënt: ze versnellen de blauwere frequenties en vertragen de rodere frequenties. Met patroondispersiegolfgeleiders kan het stagnatiemechanisme van beide spreidingsregimes in de hand gehouden worden.
Enerzijds is het mogelijk het verlies aan pulspiekvermogen bij normale spreiding te overwinnen. Anderzijds voorkomt het de stagnatie van de spectrale bandbreedte door de abnormale spreiding als gevolg van de pulsvorming in solitonen. Die supercontinuüm generatie (SCG) met patroondispersiegolfgeleiders kan nu op chip geënt en in massa geproduceerd worden. Het voordeel: je behoeft maar een duizendste van de oorspronkelijke energie-inbreng en het spectrum is breder en meer gebalanceerd.
