Nanofotoniikalla on rajattomat sovellusmahdollisuudet, uskoo Itä-Suomen yliopiston tuore kokeellisen nanofotoniikan professori Tommi Hakala.

Nanofotoniikka on tieteenala, joka hyödyntää monipuolisesti valoa ja pyrkii pienentämään optisia laitteita.

”Tietokoneiden elektronisia komponentteja on pienennetty jo pitkään. Prosessorien kokoa kasvatetaan, mutta yksittäisten transistoreiden hitaus ja koko alkavat silti tulla vastaan. Fotoneilla tehty tietojenkäsittely tulee olemaan nykyiseen verrattuna todella nopeaa”, sanoo professori Tommi Hakala.

”Optiset elementit, kuten linssit ja objektiivit, ovat myös tyypillisesti isoja elementtejä, joita on vaikea pienentää. Nano-optiikassa niiden miniatyrisointi on mahdollista.”

Tätä nykyä tehdään pääasiassa perustutkimusta, mutta isoja kehitysaskelia on luvassa jo lähimmän vuosikymmenen kuluessa.

”Esimerkiksi täysin litteille linsseille olisi todella paljon sovelluskohteita, sillä ne voitaisiin laittaa mihin tahansa laitteisiin.”

Nanolasereita sensoriteknologian tarpeisiin

Tommi Hakalaa kiinnostaa erityisesti nanomittaisten lasereiden kehittäminen.

”Tällaisia lasereita voisi käyttää esimerkiksi sensoriteknologiassa ja täysin optisessa tiedon prosessoinnissa. Kun perusteknologiasta päästään eteenpäin, nähdään uusia sovellusmahdollisuuksia. Laserin ensimmäinen sovelluskin oli aikoinaan skanneri”, Hakala muistuttaa.

Professori tutkii myös nanoskaalassa tapahtuvaa valon polarisaation ja säteenmuodostuksen kontrollointia.

”Multimoodilaserointi taas on usealla eri aallonpituudella tapahtuvaa monivärilaserointia, joka voi tuottaa esimerkiksi valkoista laservaloa.”

Hakalan mukaan erityisen tärkeää olisi eri aallonpituuksien moodilukitus, joka voisi mahdollistaa femtosekuntilaserpulssien generoinnin nanomittakaavan näytteissä. Siihen on aiemmin päästy noin yhden neliömetrin kokoisilla laitteilla.

”Meillä tavoitteena on kehittää siitä 100 x 100 mikrometrin kokoinen eli 100 miljoonaa kertaa pienempi laite.”

(Kuva Itä-Suomen yliopisto) Nanovalmistusmenetelmien ja nano-optiikan ekspertti Tommi Hakala toimi aiemmin Itä-Suomen yliopiston apulaisprofessorina. Sitä ennen hän on työskennellyt postdoc-tutkijana Aalto-yliopistossa ja Harvardin yliopistossa.

Tilaa Kemiamedian uutiskirje!

Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tärkeimmät tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista.

Arvomme uusien uutiskirjetilaajien kesken palkintoja.

Lue lisää ja tee tilaus täällä.

P.S. Oletko kemian seurojen jäsen? Jos haluat uutiskirjeemme myös vuonna 2023, käy uusimassa tilauksesi täällä.