Suomalaistutkijat kehittävät uutta optista teknologiaa, jonka avulla voidaan valmistaa edullisia mittalaitteita ja -antureita helposti saatavista, myrkyttömistä raaka-aineista.
VTT:n johtama EPheS-hanke (Efficient Photonics for Sustainable Imaging and Sensing) keskittyy säädettäviin optisiin spektrisuodattimiin ja niihin perustuviin järjestelmiin.
Erittäin pienikokoisia spektrikuvantamis- ja kaasunmittauslaitteita tarvitaan muun muassa teollisuudessa, vihreän energian tuotannossa ja lääketieteellisessä diagnostiikassa, kuten kudosten analysoinnissa.
”Uudet spektrikuvantamisen ja kaasunmittauksen teknologiat sekä sovellukset ovat elintärkeitä, kun halutaan luoda kestävää kiertotaloutta”, sanoo projektikoordinaattori Aapo Varpula VTT:stä.
”Niiden avulla voidaan pienentää eri teollisuudenalojen hiilijalanjälkeä ja kasvattaa kädenjälkeä eli näiden teknologioiden myönteistä ympäristövaikutusta.”
Komponenttivalmistus käyntiin vuodenvaihteessa
Vuoden 2025 alussa startannut kolmivuotinen hanke kuuluu Chip Zero -ekosysteemiin, jota vetää Applied Materials.
Hankkeen muut kumppanit ovat Tampereen yliopisto, mittausosaaja Vaisala, kaasuanalysaattoreita kehittävä Gasera sekä lasin laserhitsaukseen erikoistunut Schott Primoceler.
Yhteistyö on Varpulan mukaan käynnistynyt erinomaisesti.
”Suunnitteluvaihe on menossa, ja käynnistämme vuodenvaihteen tienoilla komponenttien valmistuksen VTT:n uudessa 200 millimetrin kiekkokoon puhdastilassa”, projektikoordinaattori kertoo.
”VTT:lle tämä on erinomainen tilaisuus kehittää uusia infrapunateknologioita ja näyttää, kuinka niitä voidaan käyttää uusilla osa-alueilla.”
Metalinssit ja MEMS-teknologia mahdollistavat läpimurron
EPheS yhdistää metalinssit ja MEMS-pohjaiset (Micro-Electronic Mechanic Systems) viritettävät suodattimet kompakteiksi järjestelmiksi.
Metalinssit ovat litteitä, nanorakenteisia linssejä, joilla voidaan korvata perinteistä optiikkaa. Metaoptiikkaa käytetään Suomessa vasta harvoissa teollisissa sovelluksissa.
Hankkeessa hyödynnettävä uusi pitkäaaltoisen infrapuna-alueen teknologia LWIR mahdollistaa sekä kaasuantureiden tehokkaamman toiminnan että järjestelmien pienentämisen.
Kaasut ja materiaalit tunnistetaan reaaliaikaisesti
Uusilla fotoniikkateknologioilla voidaan analysoida kaasuja ja materiaaleja reaaliaikaisesti suurella herkkyydellä.
Kaasuantureissa ja instrumenteissa käytetään mikrovalmistettuja, säädettäviä LWIR-suodattimia.
”Fotoakustisessa menetelmässä kaasu kerätään mittauskammioon ja valaistaan infrapunavalolla. Kun valo absorboituu kaasuun, syntyy äänisignaali”, Varpula kuvailee.
Säädettävät Fabry-Pérot-interferometriin perustuvat MEMS-suodattimet sisältävät optisia mikrokalvoja, joiden välissä on ilmarako. Ohuesta piikalvosta valmistettava kerrosrakenne mahdollistaa tehokkaan toiminnan LWIR-alueella.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
