Utvikler framtidens ultimate laser

Tynne som hårstrå: Laserlyset lager lyspulser som sender data gjennom optiske fibre så tynne som hårstrå. Når lyset ledes gjennom optiske fibre (glassfiber) blir det godt beskyttet inne i fiberen. Det optiske glasset er så tynt at du kan lage en flere kilometer lang tråd av det, og likevel kveile det opp. Lars Holmen viser hvordan.  Alle Foto: Christian Vinculado Tandberg

Tynne som hårstrå: Laserlyset lager lyspulser som sender data gjennom optiske fibre så tynne som hårstrå. Når lyset ledes gjennom optiske fibre (glassfiber) blir det godt beskyttet inne i fiberen. Det optiske glasset er så tynt at du kan lage en flere kilometer lang tråd av det, og likevel kveile det opp. Lars Holmen viser hvordan. Alle Foto: Christian Vinculado Tandberg

Av
DEL

I et laboratorium i kjelleren på Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) jobber Lars Holmen på spreng for å vinne et kappløp. På den andre siden av jordkloden sitter en gruppe australske forskere og jobber med det samme. Målet er å vinne over lyset.

Lars Holmen har jobbet med doktorgraden sin i ett år. Han jobber med å utvikle framtidens ultimate laser der lyset beveger seg gjennom optiske fibre. Til det trenger han å pushe grensene for hva det optiske glasset kan klare. Han må bevege seg forbi den ytterste kanten av regnbuens fargeskala, godt ut i den infrarøde delen av fargespekteret.

Punkt-til-punkt tegning

Dagens lasere kan brukes til for eksempel å kutte i ulike materialer, som stålplater. De kan sende data for telekommunikasjon, og måle avstander. Laseren kan også måle gasser i atmosfæren, ved å for eksempel lese fingeravtrykkene til gassen metan.

– Eller du kan bruke den til å lage et tredimensjonalt bilde av et rom, ved å bruke laseren til å måle avstanden til objekter i forskjellige retninger, forklarer Lars Holmen. Han tar doktorgraden sin hos FFI og Institutt for teknologisystemer, ved Universitetet i Oslo (UiO).

Den såkalte ladaren som blant annet finnes i selvkjørende biler er også basert på laserteknologi.

– Den bruker korte pulser av laserlys til å lage et tredimensjonalt bilde av omgivelsene slik at bilen kan orientere seg, forklarer Lars Holmen.

Jakter på infrarødt lys

Fiberoptiske lasere har vært i bruk i om lag 20 år. Så hva med dette kappløpet?

– Forskerne i Australia har nylig demonstrert at det lar seg gjøre å lage gode fiberlasere med infrarødt lys, på bølgelengden 2 mikrometer. Nå er det opp til oss å forbedre yteevnen ytterligere, sier Lars Holmen.

Det er en grunn til at forskerne på FFI er spesielt interessert i bølgelengden 2 mikrometer.

– Når vi sender laserlys gjennom atmosfæren er det mange ulike gasser som kan absorbere det. Men rundt denne bølgelengden på 2 mikrometer er det spesielt god transmisjon. Det er mer klar bane. Infrarøde fiberlasere kan få bedre yteevne og bli mer kompakte og robuste enn tradisjonelle lasere, forklarer Magnus W. Haakestad, forsker ved avdeling for luft og romsystemer ved FFI. Han er veileder for Lars Holmen, under hans doktorgradsarbeid.

Et annet positivt aspekt er sikkerhet. Laserlys med bølgelengde på 2 µm skader ikke øyet på samme måte som for eksempel synlig laserlys.

Doper glasset

For å gi laserlyset bestemte farger, må glasset dopes. Ja, du leste riktig.

– For å få den rette bølgelengden, eller fargen på laserlyset, må du bruke glass som er dopet med holmium, forklarer Lars Holmen.

Det er bare ett annet sted i verden man jobber med holmiumfiberlasere på et så avansert nivå. Hos forskerne i Australia.

– De har et par års forsprang på oss, men vi prøver nå å komme forbi, medgir han.

Men det å være (nesten) alene i verden på et forskningsfelt kan også by på trivielle problemer.

– En del av det utstyret vi trenger for å komme videre finnes jo ikke på markedet. Det er vanskelig å få tak i komponenter, sier Lars Holmen.

Han kan lykkelig vise fram en nylig ankommet maskin som spleiser optiske fibre, uten å etterlate skjøter.

– Et problem mindre å hanskes med, smiler han.

Hjernekraft

11. oktober arrangeres konferansen Hjernekraft fra Kjeller for tiende år på rad. Konferansen er en møteplass for samhandling, innovasjon og nettverksbygging for næringsliv, forskningsmiljøer og politikere.

I dagene før konferansen blir du i denne serien nærmere kjent med Institutt for energiteknikk (IFE), Forsvarets forskningsinstitutt (FFI), Institutt for teknologisystemer- UiO, NILU – Norsk institutt for luftforskning, Kjeller Innovasjon, Justervesenet, Høgskolen i Oslo og Akershus (HiOA), Kjeller Vindteknikk, Akershus Energi Varme, og NORSAR.

Les mer på hjernekraftfrakjeller.no

Forskningsparken Kjeller

Forskningsparken Kjeller er et av Norges største forskning-, innovasjons- og teknologimiljøer. Her har man bidratt med stor verdiskapning i mange tiår, både i Norge og i utlandet. I Forskningsparken Kjeller finner du nærmere 40 virksomheter innen forskning, konsulenttjenester og utdanning. De jobber for å finne nye løsninger på mange av samfunnets utfordringer.

FFI

Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) er et tverrfaglig institutt som representerer fagene matematikk, fysikk, informasjonsteknologi, kjemi, biologi, medisin, psykologi, statsvitenskap og økonomi.

I tillegg til å gjøre en innsats innen moderne høyteknologi, yter FFI et betydelig bidrag til Forsvarets langtidsplanlegging. Instituttet gjennomfører hovedsakelig analyser og utviklingsprosjekter for Forsvarets behov, men har også sivilt rettede prosjekter.

Laserteknologi

Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har et anerkjent miljø for laserteknologi, og har jobbet med dette i over 60 år. Fiberlaser-teknologien har vært i rivende utvikling de siste 20 årene.

Laserlys kan lages med ulike farger, eller «bølgelengder». Ytterst på fargeskalaen til lyset som ledes gjennom det optiske glasset ligger det infrarøde lyset. Det kan ikke sees med det blotte øyet, men kan likevel måles.

Ved å bruke lys med 2 mikrometer bølgelengde i den optiske fiberen vil man få flere bruksområder og bedre sikkerhet for øynene.

Institutt for teknologisystemer (ITS)

Instituttet forsker på energisystemer, autonome systemer og sensorteknologier, i samarbeid med forskningsinstituttene på Kjeller. Instituttet har 45 faglige ansatte, og en administrasjon på sju årsverk. Instituttet hører innunder Universitetet i Oslo.

Artikkeltags