Onderzoekers ontwikkelen lensloze laser

Halfgeleiderlasers maken gebruik van lenzen om het licht te bundelen. Door groeven in de reflector op de die te maken, kunnen de laserstralen echter zonder lenzen gefocust worden, zodat de lasers kleiner gemaakt kunnen worden.

De huidige generatie lasers maakt gebruik van een reflector om het licht naar een lens te sturen. Het licht wordt door deze 'spiegel' echter over zo'n vijfentwintig graden verstrooid, waardoor een vrij grote lens nodig is om de lichtstralen parallel te richten. Onderzoekers van de universiteit van Harvard en Hamamatsu Photonics hebben een zogenoemde collimator, een structuur die lichtstralen gelijkricht, in de reflector van een halfgeleiderlaser geëtst. De laser zou door deze silicium-collimator geen lenzen meer nodig hebben om het licht te polariseren en te richten. Lasers zouden als gevolg van deze ontdekking, waar inmiddels patent op aangevraagd is, kleiner en goedkoper kunnen worden.

Vooralsnog zijn de wetenschappers erin geslaagd het laserlicht in de polarisatierichting van het licht te collimeren. In een volgende prototype willen ze cirkelvormige groeven etsen, die het licht volledig zouden moeten gelijkrichten. De groeven in het halfgeleidermateriaal zijn kleiner dan de golflengte van het laserlicht. Als gevolg daarvan ontstaan elektromagnetische golven, ook wel bekend als plasmonen, die het laserlicht afbuigen. Dankzij interferentie worden de afgebogen lichtstralen evenwijdig aan elkaar en ontstaat een coherente, parallelle lichtbundel.

In toekomstige incarnaties van de plasmonische collimator hopen de onderzoekers met elektrische spanningen de richting van de laserstralen te kunnen beïnvloeden. Daarbij zou gedacht kunnen worden aan een vervanging voor de mems-techniek, die onder meer in dlp's wordt toegepast. Ook zou de techniek in de toekomst toegepast kunnen worden in goedkopere optische communicatiehardware of in chemische sensoren.

Reacties (15)

[hamsteg]

Een kleinere lens heeft verschillende voordelen zoals boven al aangehaald. Minder energie, minder warmte ontwikkeling. Het klinkt bijna te mooi om waar te zijn. En dat is het ook.

Zie ook het onderste deel van het plaatje. Er wordt alleen licht doorgelaten dat door de tunnels gaat. De rest wordt effectief geblokkeerd. Het plaatje laat het wel heel treffend zien van alle pijltjes gaan er maar een paar verder. Het artikel noemt dit nadeel niet maar zegt hierover:

In toekomstige incarnaties van de plasmonische collimator hopen de onderzoekers met elektrische spanningen de richting van de laserstralen te kunnen beïnvloeden.

M.a.w. men wil meer van de ongerichte lazer stralen gaan gelijkrichten ... een nuttig onderzoek maar voorlopig nog lang geen praktische toepassing. De ongerichte stralen botsen op de die en zullen daardoor in warmte worden omgezet, hitte zal nu een issue zijn en het effectieve rendement is heel laag. Maar goed, het begin is er voor een nieuwe ontwikkeling en dat is positief.

[Reactie gewijzigd door hamsteg op 22 juli 2024 17:19]

[Larsie]

Een kleinere lens...

Het is dus geen kleinere lens, er is geen lens!

Er wordt alleen licht doorgelaten dat door de tunnels gaat. De rest wordt effectief geblokkeerd. Het plaatje laat het wel heel treffend zien van alle pijltjes gaan er maar een paar verder

Letterlijk in de tekst:
De groeven in het halfgeleidermateriaal zijn kleiner dan de golflengte van het laserlicht. Als gevolg daarvan ontstaan elektromagnetische golven, ook wel bekend als plasmonen, die het laserlicht afbuigen. Dankzij interferentie worden de afgebogen lichtstralen evenwijdig aan elkaar en ontstaat een coherente, parallelle lichtbundel.

In toekomstige incarnaties van de plasmonische collimator hopen de onderzoekers met elektrische spanningen de richting van de laserstralen te kunnen beïnvloeden.

Dat zijn de laserstralen dus, dan kun je de straal die eruit komt gewoon richten zonder mechanische middelen

[Toontje_78]

Waarschijnlijk staat het mooi uitgelegd in het boek Optiks/Optics wat de onderliggende gedachte is, om zonder de door jou genoemde verliezen te werken. Dan blijft een effectiviteit van 50% over op het moment.

Hierbij zit ik dan te denken dat dit een vorm van metamaterialen is, zoals de italiaanse laag die geluidgolven rond een object heen kan leiden (zodat het object er niet is voor het geluid).

Persoonlijk vind ik een gepolariseerde laser interesanter, met een variabele lambda 'venster' (1/4 tot 1/2) is het mogelijk informatie niet alleen in de lengte/intensiteit van de puls te verpakken, maar gelijk in de polarisatierichting. Aan de ontvangende kant mbv een prisma in // en _|_ polarisatie opsplitsen, intensiteit van meten, en je hebt extra informatieoverdracht per laserpuls.

[_ferry_]

Mooie uitvindging! Ik neem aan dat dit alleen tot en paar mW bruikbaar is, en dat bij grotere vermogens het verlies te groot zal zijn?

[Toff]

Onder de juiste omstandigheden (waarbij de generatie van plasmonen een belangrijke rol speelt) kunnen die delen van het licht die normaal uitdempen juist gaan propageren en versterkt worden. bron Waar zie jij verliezen onstaan dan?

[Poenzkie]

Klinkt heel erg interesant...er van uit gaan dat een beetje goede laser voor fabrieksdoeleinde al zown 6000 euro kost.....

[poefel]

Het gaat hier om halfgeleiderlasers. Dat zijn de lasers in je cd-speler die een paar cent kosten... en nu dus weer iets minder.

[FatalZero]

Niet alleen zullen optische communicatiehardware goedkoper worden maar wellicht ook wel een stuk kleiner. Dit heeft natuurlijk weer een positieve inpact voor grote datacentra's.

[freaq]

ook voor bijv de opvolger vna blu ray.
de lens is meestal d beperkende factor samen met de fequentie.
dit kan van halfgeleider materiaal worden gemaakt
dus wieweet kan het hogere fequenties aan dan glas

[Verwijderd]

Het genoemde afbuigen van laserstralen met elektrische velden lijkt mij erg nuttig voor optische line-drivers om hoge transmissie snelheden te bereiken en verder zal het vele vergaande toepassingen hebben (holografische opslag?).

[tilt]

welke reclame ... ?
geen problemen ondervonden op opera en firefox

ot: mooie ontwikkeling in laser technieken

[Reactie gewijzigd door tilt op 22 juli 2024 17:19]

[Daniel]

Het is handig als je dergelijke zaken meldt in Lieve Adjes, graag voorzien van een beschrijving van de advertentie of een screenshot. Met dingen als 'shit' wordt het niet duidelijker om welke uiting het gaat.