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

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

Nieuw gen ontstaat in lab TU Delft onderzoekers

Fraunhofer helpt fotonica-startups opschalen

Wetenschappelijk onderzoek boekt aërodynamische winst paralympiërs

Menselijk brein inspireert tot nanotechnologie in kunstbrein

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Servicecenter Antwerpen

dinsdag 23 april 2019

HRC & Robot Safety

Kortrijk

woensdag 24 april 2019

PLC-integratie met Siemens TIA portal

Webinar

woensdag 24 april 2019

Hygiënische stoom voedingsmiddelenindustrie

door Spirax Sarco - Gent

donderdag 25 april 2019

Elimineer overbodige onderhoudskosten

Zwijnaarde (Gent)

donderdag 25 april 2019

Quick response manufacturing

Zwijnaarde (Gent)

donderdag 25 april 2019

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”.

Keuze van de redactie

(18/4) AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

(17/4) Energiesector kwetsbaar voor cyberspionage en -sabotage

(15/4) Nieuw proces maakt productie kankermedicijnen efficiënter en duurzamer

(15/4) DEME-dochters halen Duits contract van 197 miljoen euro binnen

(11/4) ALEGrO-hoog­spannings­verbinding via microtunnel onder Albertkanaal en Maas

(10/4) EU-initiatief ontwikkelt blockchain oplossingen en wereldwijde standaarden

>> 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...

Geothermie: Hoe diep in de put? - artikel

De voorbije jaren werd in Vlaanderen steevast naar geothermie verwezen als één van de meest beloftevolle types hernieuwbare energie. VITO liet regelmatig positieve berichten horen.

Tuinbouwschool Melle wint STEM-scholenwedstrijd Artcadia

Hun winnende ontwerp ‘Zeeteelt’ is een uitvinding waarbij hexagonale pontons, gemaakt van het afvalplastic uit de oceanen, de basis vormen om aan landbouw op zee te doen.

Waterstofauto als stroombron in duurzaam energiesysteem

TU Delft onderzoekt hoe geparkeerde brandstofcelauto's te gebruiken zijn als elektriciteitscentrale, en hoe het aanbod van energie en de betrouwbaarheid van zo'n systeem zijn te vergroten.

Voedingsmiddelenindustrie vaak nog in eerste fase van digitalisering

Dit blijkt uit een rapport met de belangrijkste resultaten van een onderzoek dat Siemens PLM Software uitvoerde over digitalisering in de voedings­middelen­industrie.

Slimme tattoo krijgt nieuwe functies dankzij intelligente inkt

De Universiteit Twente ontwikkelt een micro-jet injectietechniek die met een dunne en ultrasnelle vloeistofstraal tatoeages zet, die bijvoorbeeld een signaal geven om medicijnen in te nemen.

Emerson organiseerde STEM-Girlsday - techniek

Als vervolg op haar wereldwijde inzet om het STEM-onderwijs en women in STEM te promoten, organiseerde Emerson een “We Love STEM”-evenement onder de vlag van Girlsday.

Internetinfrastructuur moet het hebben van de democratie - artikel

Na de verkiezingen in Congo werd het internet begin dit jaar weken uitgeschakeld. Midden januari ging het internet ook neer in Zimbabwe na onrust over de steile brand­stof­prijs­verhogingen.

Doorzichtig en UV-werend nanopapier als alternatief voor plastic verpakking

De Universiteit Utrecht ontwikkelt het volledig biologische materiaal, bestaande uit enkele nanometers dikke cellulosevezels, samen met Unilever en de Universiteit van Amsterdam.

Partners