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

Interreg Vlaanderen-Nederland keurt vier nieuwe projecten goed

TU Delft maakt kleinste autonome race-drone ter wereld

Machine learning voorspelt eigenschappen nanoporeuze materialen

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Aan de slag met de EPLAN-cloudoplossingen

Webinar

vrijdag 21 juni 2019

International Women in Engineering Day

Wereldwijd

zondag 23 juni 2019

SENSOR+TEST 2019

Nuremberg (D)

van 25/06/2019 tot 27/06/2019

MindSphere: (R)evolution with the cloud

Webinar Siemens

dinsdag 25 juni 2019

Bouwstenen van geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

Keuze van de redactie

(18/6) 30% meer bezoekers voor Vision, Robotics & Motion (+fotoreportage)

(18/6) Ontwikkelen methodes voor voorspellen onderhoud met big data algoritmen

(13/6) Machinebouw- en mechatronicalabs voor maakbedrijven klaar voor gebruik

(13/6) 6 bedrijven genomineerd voor Leeuw van de Export 2019

(11/6) DHL Express investeert in distributiecentrum in Roeselare

(11/6) Acht EU-landen krijgen nieuwe supercomputers

>> 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...

Kristal Solar Park officieel ingehuldigd

Met 99,5 MW is Kristal Solar park in Lommel het grootste zonnepark van de Benelux. 303.000 zonnepanelen en 2.200 kilometer kabels werden aangelegd op een terrein van 93 hectare.

Rittal ondersteunde Europa-Park bij opbouw van nieuw datacenter - techniek

Rittal ondersteunde het Europa-Park,Duitsland, bij het opbouwen van een nieuw datacenter. De systemen waren tijdig klaar voor de seizoenstart en garanderen de beschikbaarheid van attracties.

Europees onderzoeksproject gaat strijd aan met ziektes in vezelvlas

Elf Franse en Belgische universiteiten, onderzoeksinstellingen, sectororganisaties en bedrijven gaan gedurende 4 jaar op zoek naar oplossingen om ziektes in de vlasteelt te bestrijden.

Atlas Copco omarmt IoT - artikel

Antwerpen is het wereldwijde hoofdkwartier van de persluchtdivisie van Atlas Copco. Met Wouter Ceulemans, president van Airtec, praten we over IoT, smart factory en additive manufacturing.

BP breidt samenwerking met Schneider Electric uit

Wereldwijde energieproducent BP gaat een vijfjarige wereldwijde samenwerking aan met Schneider Electric. Beiden werkten al samen, maar deze overeenkomst versterkt de samenwerking.

Meer mogelijkheden voor ’biobased’ meststoffen

Het Europese onderzoeksproject LEX4BIO heeft tot doel de import van meststoffen te verminderen, nutriëntenkringlopen te sluiten en landbouwsystemen in de EU te verduurzamen.

Langverwachte EU Verordening voor drones is er

Op 11 juni 2019 publiceerde de Europese Commissie de lang verwachte gemeenschappelijke Europese regels inzake drones.

essenscia PolyMatters vindt ban op kunststoffen geen goede zaak

De toepassing van de nieuwe Europese richtlijn over Single Use Plastics (SUP) moet zo gebeuren dat de federale en regionale overheden wetgeving en maatregelen maximaal op elkaar afstemmen.

Flexibele Ethernet-kabels CC-Link IE Field certificaat

CAT5e of CAT6 kabels zijn onmisbaar voor de implementatie van Industrie 4.0 in de automatisering. igus heeft haar flexibele Ethernet-kabels CFBUS.045 en CFBUS.049 doorontwikkeld, voor het gebruik in kabelrupsen. De nieuwe kabels zijn nu getest door onafhankelijke instituten en verkregen het certificaat voor CC-Link IE protocollen.

Partners