Ny teknik omdanner radiobølger til lyssignaler

torsdag 06 mar 14

Kontakt

Silvan Schmid
Lektor
DTU Nanotech
45 25 57 45
Forskere fra DTU og Niels Bohr Instituttet har udviklet en ny banebrydende teknik, der gør det muligt at spore selv meget svage radiosignaler. Teknikken kan få stor betydning for at modtage bedre signaler til brug for medicinsk billedbehandling, astronomi, navigation og kommunikation.

Flimmer og dårlige signaler er ofte resultatet, når svage radiosignaler og støj fra elektronisk udstyr forhindrer os i at modtage klare radiosignaler. Men nu har forskere fra DTU Nanotech sammen med Niels Bohr Instituttet udviklet en ny metode til at opfange langt svagere radiosignaler end tidligere.

Den nye teknik kan vise sig at være nyttig inden for en lang række områder som bl.a. astronomi, navigation, kommunikation og medicinsk billedbehandling. Her kan den opfange svage kosmiske mikrobølgestråler fra universet, give bedre GPS-dækning, forbedre Wi-Fi-forbindelser og give mere detaljerede billeder fra MR-scannere. Forskningsresultaterne er netop offentliggjort i Nature.

Næsten ingen støj
”Det nye koncept har et stort potentiale. Ved at konvertere radiobølger til lyssignaler, som derefter bliver overført og analyseret ved hjælp af optiske værktøjer, tilføjer vi næsten ikke nogen støj. Det er en helt ny tilgang, som vi håber på kan blive banebrydende,” fortæller adjunkt Silvan Schmid fra DTU Nanotech.

Forskningsprojektet begyndte for tre år siden, da fysikerne fra Eugene Polzik's gruppe fra Niels Bohr instituttet kontaktede DTU Nanotech for at få hjælp til at designe og fabrikere en såkaldt optisk-elektro-mekanisk mikro konverter, der er en kombination af en elektromekanisk og optisk sensor, der gør det muligt at spore radiosignaler med en laserstråle.

En integreret chip
Forskerne har nu bevist, at konceptet virker, men teknikken skal stadig videreudvikles, inden den kan sættes i produktion.

“Vores næste udfordring er at tilpasse konverteren, så man kan arbejde ved højere frekvenser (mikrobølger), men også at opbygge en konverter som en integreret lille chip, der i fremtiden kan lægges ind i en MR-scanner eller mobiltelefon," siger Silvan Schmid.

En trommehinde for elektroniske signaler
Han sammenligner teknikken med et øre, hvor akustiske bølger stimulerer trommehinderne til at vibrere. Det samme sker i den nye konverter. Her får radiobølger i stedet for akustiske bølger en mikromembran til at give genklang.

Teknikken består af en tynd membran af siliciumnitrid, der er overtrukket med et spejllignende lag af aluminium. Nanomembranen er ophængt over en elektrode og danner en kondensator, der opfanger radiobølger på sin resonansfrekvens.

Membranen er bare en halv millimeter stort og et hundrede nanometer tyk. Når elektroniske ladninger, induceret fra radiobølger, passerer gennem elektroden, får det nanomembranen til at vibrere. Ved hjælp af et laserlys, som reflekteres fra membranen, bliver de svage radiobølger omdannet til optiske signaler.

Læs artiklen i Nature.
Læs artiklen: 'Ultrasensitiv måling af radiobølger med laser' på Niels Bohr Instituttets hjemmeside.  

Relaterede Videoer  

Vis flere