Hollantilaisen Twenten yliopiston tutkijat kehittivät vuonna 2014 erityisen kolmiulotteisen nanokaviteetin, johon voi vangita fotoneja. Fotonien rajoittaminen tällaisessa kolmiulotteisessa ontelossa voi johtaa pieniin ja tehokkaisiin lasereihin ja ledivaloihin tai informaation tallentamiseen tai ultraherkkiin valoantureihin.
Valon loukuttamistekniikat ovat fotoniikan perusteita. Laserontelossa kahden peilin väliin muodostuu seisova aalto tietystä valon väristä riippuen peilien välisestä etäisyydestä. Sivusuuntainen valo jää kuitenkin hyödyntämättä.
Twenteläistutkijat osoittivat, että fotoneja voidaan vangita kolmiulotteisesti. Huokosista koostuvat fotonikiteet on syövytetty syvälle piihin kahdessa suunnassa, kohtisuoraan toisiinsa. Näin valon loukuttaminen onnistuu.
Huokoinen fotonikide tunnetaan tietyistä valo-ominaisuuksistaan. Sen rakenne mahdollistaa vain tiettyjen aallonpituuksien valon etenemisen kiteen sisällä. UT:n tutkijat osoittivat, että muuttamalla kahden piihin poratun huokosen halkaisijaa niiden risteyskohtaan kiteen sisällä muodostuu epäsäännöllinen vikakohta. Muualla kiderakenne on jaksollinen, mikä pakottaa fotonin pitäytymään risteyskohdassa.
Aikaisemmassa työssään ryhmä osoitti, että tämän kaltaiset fotoniset kiteet voivat heijastaa hyvin laajasti värejä valon värejä kaikkiin suuntakulmiin. Nyt aiheesta saatiin tarkempia tuloksia.
- Laskelmistamme käy ilmi, että tässä ontelon pienessä tilavuudessa optista energiaa tehostetaan jopa 2400-kertaisesti kiteen ulkopuolelle verrattuna. Tämä on hyvin suuri parannus, kun otetaan huomioon pienet mitat, toteavat tutkijat.
Tällaisella kiteellä on myös huomattava näkyvän valon absorptio, kun sen rakennetta muutetaan paikallisesti. Se on jopa kymmenen kertaa suurempi kuin peruspiin absorptio. Näin vahva absorbtio erittäin pienessä tilavuudessa on hyvä ominaisuus uudenlaisille antureille.
Tulevaisuuden fotonisten integroitujen piireissä (PIC) näiden nanokaviteettien odotetaan olevan tärkeässä asemassa optisten signaalien käsittelyssä informaation tallennuksessa tai kvanttifotonisissa rakenteissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 4.3.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
