Meer doen met licht ... en metamaterialen - artikel

Plant & Factory 7/02/2018 12:26:09

Belgische onderzoekers van de VUB pakten in 2017 uit met een nieuwe manier om fotonen te manipuleren die zich voortbewegen door golfgeleiders waarvan de kern bestaat uit een metamateriaal.

Lees hieronder verder   
Verwant

Nobelprijswinnaar bezoekt jongerencongres ChemCYS

Bouw UGent-VIB onderzoeksgebouw FSVM II van start gegaan

3D printen van microdruppels met levende cellen (+video)

Joint Research Center opgericht voor versterking economie Zeeland

Meer doen met licht ... en metamaterialen - artikel

Brightlands neemt Interreg-project ‘EnOp’ over van Nanohouse

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

ie-net ingenieursvereniging-opleiding 'van ingenieur tot manager'

Ingenieurshuis, Antwerpen

van 27/11/2017 tot 26/03/2018

Expert in lean en productiemanangement module 4: Leidinggeven en teamcoaching

SBM Gent

van 31/01/2018 tot 21/02/2018

Expert in onderhoudsmanagement: Technische documentatie en wisselstukkenbeheer

SBM Gent

van 1/02/2018 tot 22/02/2018

METAV 2018

Messe Düsseldorf

van 20/02/2018 tot 24/02/2018

INE - Indumation Network Event

Brabanthal Leuven

donderdag 22 februari 2018

Expert in lean en productiemanagement: productieplanning

SBM Gent

van 28/02/2018 tot 5/09/2018

Engineeringnet Mobile



Scan de QR-code
of klik hier om mobiel te surfen.

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.

Meest gelezen nieuws

Haven Gent en Zeeland Seaports fuseren tot North Sea Port

Logistieke oplossingen gezocht voor hoge kosten leeggoed

LRM investeert 250.000 euro in fietsleasing-bedrijf

Vorig jaar 25% meer warmtepompen geïnstalleerd

40% meer ruimte voor groene energie dankzij slimme netten

Ecochem investeert 10 miljoen in uitbreiding Willebroekse fabriek (+video)

Keuze van de redactie

(20/2) Bouw UGent-VIB onderzoeksgebouw FSVM II van start gegaan

(19/2) VIL project onderzoekt de meerwaarde van blockchain in supply chains

(15/2) IBM/Sagemcom gekozen voor productie digitale meters

(14/2) Onderzoek: voorkomen dat 3D-geprinte muren inzakken of omvallen

(12/2) Privacycommissie geeft positief advies voor digitale meters

(12/2) Philippe Bertrand ontvangt prestigieuze cardiologieprijs

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Op die manier versterken ze de optische kracht ertussen. Het inzicht kan op een dag onder meer leiden tot geavanceerde sensoren, fotonische chips en performantere datacentra.

Het is algemeen bekend dat parallelle kabels waarin elektrische stromen lopen, elkaar kunnen aantrekken of afstoten. Lana Descheemaeker, onderzoekster aan de VUB: "Minder vanzelfsprekend is dat, wanneer licht zich door parallelle golfgeleiders voortbeweegt, deze golfgeleiders elkaar eveneens aantrekken of afstoten. Deze aantrekking of afstoting bewijst dat licht een kracht kan uitoefenen op materialen: de optische kracht."

De voorbije tien jaar is geprobeerd de optische kracht te gebruiken in diverse toepassingen, onder meer in de telecommunicatie. Probleem was, en is, dat deze optische krachten daarvoor veel te zwak zijn.

Metamaterialen
VUB heeft een mooie reputatie in fotonica. Die krijgt nu een ruggensteuntje met de publicatie in het gereputeerde Physical Review Letters. Lana Descheemaeker, Vincent Ginis, Sophie Viaene en Philippe Tassin, die verbonden zijn aan de Applied Physics Research Group, hebben daarin theoretisch aangetoond dat het mogelijk is de optische kracht te versterken door in twee parallelle golfgeleiders, waarin zich licht voortbeweegt, een geschikt metamateriaal aan te brengen.

Een metamateriaal is een materiaal dat is gemaakt met het doel een eigenschap te hebben die niet voorkomt in de natuur. In de natuur komen bijvoorbeeld enkel positieve brekingsindices voor. Er zijn nu metamaterialen ontwikkeld met een negatieve brekingsindex. De eigenschappen van metamaterialen worden niet bepaald door de atomen of moleculen waaruit ze bestaan, maar uit de minuscule bouwsteentjes waaruit ze zijn gemaakt.

Die bouwsteentjes zijn veel kleiner dan de golflengte van licht en hebben een vorm (bijvoorbeeld ring, schaal, ...), grootte, oriëntatie,... die hen de gewenste eigenschappen geeft. Onderzoekster Sophie Viaene meldt dat het pas zo'n 15 jaar geleden is dat het onderzoek naar metamaterialen echt uit de startblokken schoot.

"Toch zijn er al toepassingen. Zo zijn er smartphones op de markt met antennes die gebaseerd zijn op metamaterialen. Ook zijn er toepassingen in MRI-scanners en er is onderzoek dat aantoont dat ze een rol kunnen spelen bij camouflage."

Tot tienmaal groter
Normaal gezien zijn fotonen in een golfgeleider symmetrisch verdeeld; ze hebben dus geen voorkeur voor linker- of rechterkant. De Brusselse onderzoekers beschrijven in de paper hoe ze ervoor kunnen zorgen dat de fotonen samenkomen aan de binnenkant van de golfgeleiders, om zo de optische krachten op de golfgeleiders te vergroten.

Viaene: “Door de optische krachten te regelen, verander je de eigenschappen van het systeem. Vergelijk met de elektronica, waar je met een draai aan de knop het aantal volt of ampère kan veranderen. Als je bijvoorbeeld de fotonen van een bepaalde frequentie wil tegenhouden, zal dat kunnen door het materiaal aan of uit te schakelen met een controlesysteem: een 'tuner' of 'regelaar'. Dat de optische kracht een duidelijke verandering teweegbrengt, komt doordat ons metamateriaal de aantrekkende kracht tussen de golfgeleiders tot tienmaal groter maakt."

Het is allicht mogelijk het concept nog te verbeteren, stelt Descheemaeker: "We willen het metamateriaal, langs theoretische weg, nog optimaliseren. Pas wanneer het optimale bouwsteentje ontworpen is, kan het metamateriaal gebouwd en getest worden in de praktijk." En na labotesten kunnen dan nieuwe, nuttige technieken ontstaan.

Lab-on-chip én fotonische chips
Viaene noemt de twee toepassingen van hun ontdekking die volgens haar het meest waarschijnlijk zijn. Een eerste is in een lab-on-a-chip, een apparaat dat verschillende laboratiumfuncties op één enkele chip integreert.

"Stel dat je een vloeistof hebt met een bepaalde stof erin opgelost. Als die zich rond de golfgeleiders bevindt, zal die de optische kracht enigszins veranderen. Dat kan helpen bij het detecteren en bepalen van de concentratie van een stof, in een sensor. Dat zal allicht sneller en met meer precisie kunnen dan met de methodes waar we vandaag over beschikken."

Ook denkt ze aan het optimaliseren van koppelaars van golfgeleiders. Die koppelaars zijn componenten van fotonische circuits in fotonische chips: ze gebruiken licht in plaats van elektriciteit.

Viaene: "Ze worden vooral gebruikt als schakelaars. Welnu, als je met optische kracht golfgeleiders dichter bij elkaar brengt, kan je makkelijker licht van de ene golfgeleider naar een andere koppelen en wordt het makkelijker om informatie die door een golfgeleider gaat, naar een andere over te brengen.”

Dat zou onder meer in datacentra nuttig kunnen blijken. "Het toenemende gebruik van fotonica zou er kunnen leiden tot een mooie daling van het energieverbruik. Onder meer om die reden is er al lang het verlangen om daar meer met licht te doen", besluit ze. <<
Door Koen Vandepopuliere

Registreer voor e-Krant

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

Kaspersky Lab Europa kiest Ilijana Vavan als Managing Director

Ilijana Vavan heeft onlangs de functie van Managing Director voor Kaspersky Lab Europa opgenomen. Zij heeft bijna 25 jaar ervaring in de IT-sector en stapt over van Oracle.

VIL project onderzoekt de meerwaarde van blockchain in supply chains

In het nieuwe project 'Blockchain in supply chains' gaat VIL op zoek naar de meerwaarde van deze technologie ten opzichte van bestaande state-of-the-art track & trace oplossingen.

Bezoek StocExpo Europe 2018 in Rotterdam - invitatie

StocExpo Europe, de toonaagevende vakbeurs en conferentie voor de tank terminal industrie, keert terug naar Rotterdam op 20-22 maart en sterker dan ooit met nieuwe features voor 2018.

Trends in automatisering: IT palmt productieruimte in - artikel

Na SPS IPC in Frankfurt trekt de mist rond Industry 4.X stilaan op zodat we de automatiseringstrends kunnen benoemen die de volgende jaren een meerwaarde kunnen betekenen.

3D printen van microdruppels met levende cellen (+video)

Dankzij de nieuwe techniek ‘in-air microfluidics’ slagen onderzoekers van de Nederlandse Universiteit Twente erin, structuren te printen met levende cellen voor weefselreparatie.

Offshore wind ruim vertegenwoordigd op MOCE

Offshore wind gaat een belangrijke rol spelen tijdens de twaalfde editie van het Maritime & Offshore Career Event (MOCE) op 28 maart in het WTC Rotterdam.

MNE 2018 lokte 2.944 bezoekers naar Kortrijk Xpo

MNE 2018, het netwerkevent voor metaal- en kunststoffenbewerking en machinebouw, klokte af op 2.944 bezoekers. De vorige editie in 2016 lokte 2.848 bezoekers.

Air Products heeft Europees CO2-bedrijf ACP overgenomen

Air Products heeft onlangs een definitieve overeenkomst voor de overname van ACP Europe (ACP) aangekondigd, het grootste onafhankelijke kooldioxidebedrijf (CO2) in Europa.

Partners