Geluidsgolven sturen licht: doorbraak in geïntegreerde fotonica
Twentse onderzoekers hebben een doorbraak bereikt die de weg vrijmaakt voor verdere vooruitgang in de ruimtevaarttechnologie.
Published on May 2, 2025
© University of Twente
Team IO+ selecteert en brengt de belangrijkste nieuwsverhalen over innovatie en technologie, zorgvuldig samengesteld door onze redactie.
Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een innovatieve methode ontwikkeld om licht te sturen met behulp van geluid, wat een belangrijke mijlpaal is op het gebied van geïntegreerde fotonica. Dit is niet alleen een nieuw hulpmiddel voor ingenieurs om geavanceerde op licht gebaseerde chips te ontwikkelen, maar opent ook de deur naar miniaturisering van atoomklokken, waardoor ze compact genoeg worden voor integratie in satellieten en drones.
Deze doorbraak maakt gebruik van het fenomeen van de gestimuleerde Brillouinverstrooiing (SBS). Dit is een niet-lineair optisch proces dat optreedt wanneer intens licht door een medium reist, zoals een optische vezel of gas. Onderzoekers gebruikten dunne-film lithiumniobaat, een synthetisch zout, om akoestische golven te sturen. Op deze manier konden ze eerdere uitdagingen op het gebied van schaalbaarheid en praktische toepassing van SBS in fotonische technologieën overwinnen. Het team, onder leiding van David Marpaung, publiceerde hun artikel in Science Advances.
“Er zijn veel proof-of-concept demonstraties geweest, maar om verschillende redenen worden deze geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van praktische toepassing en schaalbaarheid,” zegt Kaixuan Ye, een promovendus in de groep van Marpaung en eerste auteur van het Science Advances-paper.
Potentiële technologische toepassingen
Dergelijke ontwikkelingen beloven GPS-onafhankelijke navigatie, wat cruciaal is voor toekomstige ruimtevaarttechnologieën. Door dit veelbelovende onderzoek te vertalen naar praktische productieprocessen wil het team deze oplossingen van het laboratorium naar commerciële productie brengen. Hun werk is een stap voorwaarts in de integratie van hoogwaardige componenten zoals ultraselectieve filters in fotonische circuits, die technologieën zoals 6G-radio's verbeteren door signaalinterferentie efficiënt te verminderen.
"SBS kan de afmetingen van atoomklokken drastisch verkleinen, omdat SBS miniaturisatie mogelijk maakt van de ultraprecieze en stabiele lasers die nodig zijn voor deze apparaten. Lasers op chipschaal zullen kosteneffectieve integratie van atoomklokken in satellieten en onbemande luchtvaartuigen (drones) mogelijk maken. Dankzij de nauwkeurige tijdmeting aan boord hoeven deze apparaten niet afhankelijk te zijn van GPS voor navigatie," legt Marpaung uit.
