Valkoinen laser mahdollistaa herkät optiset mittaukset

Tampereen yliopistossa on kehitetty valkoista laseria eli niin sanottua superjatkumoa hyödyntävän lasertutkan prototyyppi.

Prototyypin rakensi väitöstyössään tutkija Antti Aalto, jonka väitöskirja Advanced Optical Techniques for Gas Sensing Using Supercontinuum Sources tarkastetaan 6. marraskuuta.

Tutka on tarkoitettu polttovoimalaitoksen tulipesän sisäisen lämpötilaprofiilin kartoittamiseen.

Tutkan lopullinen versio voisi mahdollistaa polttoprosessin optimoinnin niin, että samasta määrästä polttoainetta saadaan enemmän energiaa pienemmillä päästöillä.

”Reaaliaikainen kolmiulotteinen lämpötilakartta polttokammion sisältä olisi erittäin arvokasta dataa prosessinohjauksen kannalta, erityisesti kun poltetaan epähomogeenista ainetta, kuten jätettä, joka vaatii syötön jatkuvaa optimointia”, Aalto sanoo.

Superjatkumolasertutkan kehitys jatkuu edelleen Tampereen yliopiston fotoniikan laboratoriossa.

Laserin ominaisuudet yhdistyvät leveään spektriin

Muun muassa ihmiskehoa, elintarvikkeita, lääkkeitä, kosmetiikkaa, kasvistoa, ilmaa, maaperää, vesistöjä ja teollisia prosesseja seurataan yhä enemmän optisesti.

Valoon perustuvilla mittauksilla saadaan reaaliaikaista tietoa aineen koostumuksesta ilman fyysistä kosketusta näytteeseen.

Laser on optiseen mittaamiseen erinomainen työkalu, mutta sen yksivärisyys rajoittaa saatavan tiedon määrää ja käyttöä spektroskopiassa. Kun käytössä on vain yksi aallonpituus, voidaan mitata vain yhtä molekyylityyppiä kerralla, esimerkiksi selvittää kaasun hiilidioksidipitoisuus.

Superjatkumo on lupaava uudentyyppinen valonlähde, jossa laserin ominaisuudet yhdistyvät leveään spektriin. Koska aallonpituuksia on paljon, saadaan mitattua useita molekyylityyppejä samaan aikaan.

”Jos laservalo laitetaan heijastelemaan kahden laadukkaan peilin väliin, valon ja kaasunäytteen välinen vuorovaikutusmatka voidaan kasvattaa kymmeniin kilometreihin. Tämä mahdollistaa erittäin herkät mittaukset”, Aalto kertoo.

Myös lääketiede lupaava sovelluskohde

Teknologiaa voidaan tulevaisuudessa hyödyntää myös esimerkiksi sairauksien tunnistamisessa ihmisen uloshengitysilmasta, joka kantaa mukanaan solujen aineenvaihdunnan tuotoksia.

Monen molekyylityypin mittaus yhtä aikaa korkealla herkkyydellä voisi mahdollistaa vaikkapa syövän tai koronataudin varhaisen havaitsemisen uloshengityksestä.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Anna palautetta

Lisää uutisia