Ósýnilegur eiginleiki ljóss greindur með nýrri gerð ljósskautunarmælis Michael Juhl skrifar 15. maí 2020 08:00 Svokölluð skautun er mikilvægur eiginleiki ljóss sem alla jafna er ekki greinanlegur með berum augum. Skautun ljóss skiptir þó miklu máli í ljósleiðurum, þrívíddarkvikmyndum, sjálfkeyrandi bílum og í efnagreiningum. Býflugur og blekfiskar Sýnilegt ljós samanstendur af rafsegulbylgjum, eins og innrautt ljós, útfjólublátt ljós, röntgengeislar, útvarpsbylgjur og örbylgjur. Hugtakið skautun vísar til þess í hvaða stefnu rafsvið bylgjunnar sveiflast á hverjum tíma. Sumar dýrategundir geta greint þessa sveiflustefnu ljóss, þar á meðal býflugur og blekfiskar. Sveiflustefna ljóssins getur nefnilega gefið mikilvægar upplýsingar um hluti sem ljósið hefur lent á og víxlverkað við. Þannig geta sum dýr nýtt sér skautun ljóss frá himninum til að rata, þrátt fyrir að sólin sé ekki sýnileg. Tvístrun ljóss frá óreglulegu yfirborði myndar flókið víxlmynstur sem geymir uoolýsingar um skautunarástand ljóssins. Stjörnuljós og internetið Stjarneðlisfræðingar mæla skautun ljóss frá fjarlægum stjörnum, t.d. til að fá upplýsingar um segulsvið umhverfis viðkomandi stjörnur eða til að mæla stærð og efnasamsetningu smárra efnisagna í geimnum. Í efnafræði og líftækni má nýta skautun ljóss til að mæla svokallaða hendni sameinda og styrk þeirra í lausn. Samskipti á internetinu eru á formi ljóss og fylgst er nákvæmlega með skautunarstefnu ljósmerkja sem ferðast gegnum ljósleiðaranetið. Tæki sem greina þennan eiginleika ljóss kallast ljósskautunarmælar. Skautunarmælar sem fáanlegir eru á markaði eru þó í flestum tilfellum hægvirkir og dýrir. Víxlmynstur ljóssins eins og það birtist í myndavél. Byltingarkenndur íslenskur mælir Starfsmenn Nýsköpunarmiðstöðvar hafa á undanförnum árum unnið að hönnun og smíði á smásæjum skautunargreini sem gjörbyltir þeirra aðferðafræði sem notuð hefur verið til að greina skautun ljóss. Með því að beita myndgreiningu og gervigreind má í raun breyta hvaða hlut sem er í skautunargreini, svo framarlega sem hluturinn sýni ljósdreifingu sem er háð skautunarstefnunni. Þetta hefur verið sannreynt með því að breyta t.d. þynnu úr ódýru sellófanefni í skautunarmæli með mælinákvæmni sem er sambærileg við dýran og sérhæfðan tækjabúnað. Mælitæknin hentar vel til smækkunar og hafa skautunargreinar verið framleiddir hjá Nýsköpunarmiðstöð sem eru svo smáir að þeim hefur mátt koma fyrir á endanum á ljósleiðara, eða á svæði sem svarar einum tíunda hluta af þvermáli hárs. Með þessari nýju aðferðafræði, sem gerir skautunarmæla einfaldari og lækkar kostnað, eru bundnar vonir við að skautunargreiningu ljóss megi nýta á enn fleiri stöðum en áður hefur verið gert. Rannsóknirnar voru styrktar af Rannsóknasjóði og unnar í samstarfi við Harvard-háskóla. Nánari upplýsingar má finna í janúarhefti vísindatímaritsinsACS Photonics. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is. Viltu birta grein á Vísi? Kynntu þér reglur ritstjórnar um skoðanagreinar. Senda grein Nýsköpun og rannsóknir Mest lesið Er Marta Kos einnig að plata?.. en það má ekki plata Júlíus Valsson Skoðun Almenningur ákveður 29. ágúst hvort vextir verða 3–4% eða 8–9% og áhætta þjóðarinnar verði mikil eða lítil næstu 30 árin Baldur Pétursson Skoðun Að skilja, eða skilja ekki, umræðuna Lúðvík Bergvinsson Skoðun Verðbólgan er stærsti einstaki uppruni hagnaðar á Íslandi Egill Almar Ágústsson Skoðun Hvað segja hin 20.000 fyrirtækin? Andrés Magnússon Skoðun NEI! Atlaga að lýðræði og svipting kosningaréttar Magnús Jónsson Skoðun Ég skil ekki nei fólk Einar Steinþórsson Skoðun „Vilja til að ganga í Evrópusambandið“ Hjörtur J. Guðmundsson Skoðun Fullveldi þjóðar og frelsi einstaklings Pétur B. Sveinsson Skoðun Heildarkostnaður aðildarviðræðna gæti samsvarað 300–700 kr. á mann á mánuði Valur Þráinsson Skoðun Skoðun Skoðun Grein fyrir óákveðna kjósendur og nei-sinna Magnea Marinósdóttir skrifar Skoðun Fullveldi þjóðar og frelsi einstaklings Pétur B. Sveinsson skrifar Skoðun „Vilja til að ganga í Evrópusambandið“ Hjörtur J. Guðmundsson skrifar Skoðun Almenningur ákveður 29. ágúst hvort vextir verða 3–4% eða 8–9% og áhætta þjóðarinnar verði mikil eða lítil næstu 30 árin Baldur Pétursson skrifar Skoðun Að skilja, eða skilja ekki, umræðuna Lúðvík Bergvinsson skrifar Skoðun NEI! Atlaga að lýðræði og svipting kosningaréttar Magnús Jónsson skrifar Skoðun Verðbólgan er stærsti einstaki uppruni hagnaðar á Íslandi Egill Almar Ágústsson skrifar Skoðun Hvað segja hin 20.000 fyrirtækin? Andrés Magnússon skrifar Skoðun Síli veidd í skólpi Jónas Már Torfason ,Eydís Inga Valsdóttir skrifar Skoðun Er Marta Kos einnig að plata?.. en það má ekki plata Júlíus Valsson skrifar Skoðun Ég skil ekki nei fólk Einar Steinþórsson skrifar Skoðun Heildarkostnaður aðildarviðræðna gæti samsvarað 300–700 kr. á mann á mánuði Valur Þráinsson skrifar Skoðun Erfingjar og erfðarmál Guðmunda G. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Þögnin rofin Gunnar Salvarsson skrifar Skoðun Fullveldi, yfirþjóðlegar stofnanir og jafnræðisgrundvöllur í Evrópu Maximilian Conrad skrifar Skoðun Fimmtugt er ekki biðstofa Sigurður Árni Reynisson skrifar Skoðun Horfum á heildarmyndina – og til lengri tíma Kolbrún Halldórsdóttir skrifar Skoðun Hvar hefur 400.000 manna þjóð mest áhrif? Baldur Johnsen skrifar Skoðun Hvernig ákveður þjóð sig? - Samhygð á undanhaldi Davíð Brynjar Sigurjónsson skrifar Skoðun Siðferðiskirtillinn Jón Bragi Gunnlaugsson skrifar Skoðun Spörum milljarða Lárus Blöndal Sigurðsson skrifar Skoðun Drottningaviðtal – þegar ein rödd fær sviðið Kolbrún Áslaugar Baldursdóttir skrifar Skoðun Þegar náttúran verður okkur framandi Guðný Þorsteinsdóttir skrifar Skoðun Þurfum við kreatín og prótín sem bætiefni? Jóhanna Eyrún Torfadóttir,Dögg Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Af hverju aðildarviðræður? Björn Leví Gunnarsson skrifar Skoðun Hvað var afaðlagað? Þorvaldur Logason skrifar Skoðun Fullveldi - ættaróðal eða verkfæri sjálfstæðrar þjóðar? Martha Árnadóttir skrifar Skoðun Referendum: The Status Quo is Path Dependent Smári McCarthy skrifar Skoðun Amma getur ekki eldað. Borgarfulltrúinn getur það. Bæði borga 1.900. Kristín Ólafsdóttir skrifar Skoðun Þegar Ísland verður 600 þúsund manna borgríki – hver á þá að framleiða matinn? Eyjólfur Ingvi Bjarnason skrifar Sjá meira
Svokölluð skautun er mikilvægur eiginleiki ljóss sem alla jafna er ekki greinanlegur með berum augum. Skautun ljóss skiptir þó miklu máli í ljósleiðurum, þrívíddarkvikmyndum, sjálfkeyrandi bílum og í efnagreiningum. Býflugur og blekfiskar Sýnilegt ljós samanstendur af rafsegulbylgjum, eins og innrautt ljós, útfjólublátt ljós, röntgengeislar, útvarpsbylgjur og örbylgjur. Hugtakið skautun vísar til þess í hvaða stefnu rafsvið bylgjunnar sveiflast á hverjum tíma. Sumar dýrategundir geta greint þessa sveiflustefnu ljóss, þar á meðal býflugur og blekfiskar. Sveiflustefna ljóssins getur nefnilega gefið mikilvægar upplýsingar um hluti sem ljósið hefur lent á og víxlverkað við. Þannig geta sum dýr nýtt sér skautun ljóss frá himninum til að rata, þrátt fyrir að sólin sé ekki sýnileg. Tvístrun ljóss frá óreglulegu yfirborði myndar flókið víxlmynstur sem geymir uoolýsingar um skautunarástand ljóssins. Stjörnuljós og internetið Stjarneðlisfræðingar mæla skautun ljóss frá fjarlægum stjörnum, t.d. til að fá upplýsingar um segulsvið umhverfis viðkomandi stjörnur eða til að mæla stærð og efnasamsetningu smárra efnisagna í geimnum. Í efnafræði og líftækni má nýta skautun ljóss til að mæla svokallaða hendni sameinda og styrk þeirra í lausn. Samskipti á internetinu eru á formi ljóss og fylgst er nákvæmlega með skautunarstefnu ljósmerkja sem ferðast gegnum ljósleiðaranetið. Tæki sem greina þennan eiginleika ljóss kallast ljósskautunarmælar. Skautunarmælar sem fáanlegir eru á markaði eru þó í flestum tilfellum hægvirkir og dýrir. Víxlmynstur ljóssins eins og það birtist í myndavél. Byltingarkenndur íslenskur mælir Starfsmenn Nýsköpunarmiðstöðvar hafa á undanförnum árum unnið að hönnun og smíði á smásæjum skautunargreini sem gjörbyltir þeirra aðferðafræði sem notuð hefur verið til að greina skautun ljóss. Með því að beita myndgreiningu og gervigreind má í raun breyta hvaða hlut sem er í skautunargreini, svo framarlega sem hluturinn sýni ljósdreifingu sem er háð skautunarstefnunni. Þetta hefur verið sannreynt með því að breyta t.d. þynnu úr ódýru sellófanefni í skautunarmæli með mælinákvæmni sem er sambærileg við dýran og sérhæfðan tækjabúnað. Mælitæknin hentar vel til smækkunar og hafa skautunargreinar verið framleiddir hjá Nýsköpunarmiðstöð sem eru svo smáir að þeim hefur mátt koma fyrir á endanum á ljósleiðara, eða á svæði sem svarar einum tíunda hluta af þvermáli hárs. Með þessari nýju aðferðafræði, sem gerir skautunarmæla einfaldari og lækkar kostnað, eru bundnar vonir við að skautunargreiningu ljóss megi nýta á enn fleiri stöðum en áður hefur verið gert. Rannsóknirnar voru styrktar af Rannsóknasjóði og unnar í samstarfi við Harvard-háskóla. Nánari upplýsingar má finna í janúarhefti vísindatímaritsinsACS Photonics. Höfundur er verkefnastjóri hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Þessi grein er hluti af ritröðinni Nýsköpun og rannsóknir sem varpar ljósi á fjölbreyttar vísindarannsóknir og nýsköpunarstarf sem unnið er að hérlendis. Greinarnar eru skrifaðar af starfsmönnum Nýsköpunarmiðstöðvar Íslands og eru úr ársskýrslu miðstöðvarinnar. Nánari upplýsingar um Nýsköpunarmiðstöð Íslands eru á www.nmi.is.
Almenningur ákveður 29. ágúst hvort vextir verða 3–4% eða 8–9% og áhætta þjóðarinnar verði mikil eða lítil næstu 30 árin Baldur Pétursson Skoðun
Heildarkostnaður aðildarviðræðna gæti samsvarað 300–700 kr. á mann á mánuði Valur Þráinsson Skoðun
Skoðun Almenningur ákveður 29. ágúst hvort vextir verða 3–4% eða 8–9% og áhætta þjóðarinnar verði mikil eða lítil næstu 30 árin Baldur Pétursson skrifar
Skoðun Heildarkostnaður aðildarviðræðna gæti samsvarað 300–700 kr. á mann á mánuði Valur Þráinsson skrifar
Skoðun Fullveldi, yfirþjóðlegar stofnanir og jafnræðisgrundvöllur í Evrópu Maximilian Conrad skrifar
Skoðun Þurfum við kreatín og prótín sem bætiefni? Jóhanna Eyrún Torfadóttir,Dögg Guðmundsdóttir skrifar
Skoðun Amma getur ekki eldað. Borgarfulltrúinn getur það. Bæði borga 1.900. Kristín Ólafsdóttir skrifar
Skoðun Þegar Ísland verður 600 þúsund manna borgríki – hver á þá að framleiða matinn? Eyjólfur Ingvi Bjarnason skrifar
Almenningur ákveður 29. ágúst hvort vextir verða 3–4% eða 8–9% og áhætta þjóðarinnar verði mikil eða lítil næstu 30 árin Baldur Pétursson Skoðun
Heildarkostnaður aðildarviðræðna gæti samsvarað 300–700 kr. á mann á mánuði Valur Þráinsson Skoðun