In een recent onderzoek aan de Universiteit Twente ontdekten onderzoekers een manier om licht op een bijzondere, symmetrische, manier te verstrooien met behulp van nanotechnologie. Dit kan mogelijk worden gebruik voor toekomstige technologieën zoals namaakbestrijding.
Voor het onderzoek printten de onderzoekers kubusjes van ongeveer vijf keer kleiner dan de diameter van een mensenhaar, die bestonden uit staafjes in willekeurige richtingen. Maar door opzettelijk spiegelsymmetrie aan te brengen in de kubusjes gebeurde er iets verrassends. Er was een enorme toename of afname aan lichtintensiteit precies op de symmetrielijn.
Symmetrische lichtverstrooiing
Afhankelijk van de trilrichting (polarisatie) van het invallende licht op de willekeurige staafjes was er een felle lijn of juist een extra donkere lijn te zien op de kubusjes. Dit effect was te zien in de experimentele opzet, maar ook al vooraf berekend. “Het doorrekenen van lichtverstrooiing in zulke complexe 3D structuren was alleen mogelijk met speciale software, op de UT ontwikkeld door (het team van) Ivo Vellekoop. Het was dan ook fantastisch om het effect ook in de echte kubussen te zien”, vertelt onderzoeker Pepijn Pinkse.
Licht op gecontroleerde wijze sturen in een spiegelsymmetrische omgeving biedt mogelijkheden voor namaakbestrijding, waarbij je unieke lichtpatronen kan maken om bijvoorbeeld de echtheid van je paspoort te kunnen controleren. De veelvoudige verstrooiing van het licht die daarbij optreedt is zeer moeilijk te vervalsen. Dat zou in de toekomst kunnen helpen om namaakproducten te bestrijden.
Onderzoek op het kleinste niveau
Daarnaast wordt het onderzoek met name gedaan om meer inzicht te krijgen in het gedrag van licht op het kleinst niveau. Het precieze gedrag van licht kan inzicht geven in de kleinste afwijkingen tijdens de productie van bijvoorbeeld microchips. Hiermee kunnen fouten vroegtijdig worden opgespoord, zonder dat het product fysiek beschadigd wordt.
Meer informatie
Het onderzoek werd uitgevoerd door onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie en het TechMed Centrum van de Universiteit Twente, in samenwerking met het Institute of Electronic Structure and Laser in Griekenland. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in een publicatie, getiteld ‘Mirror Symmetry in three-dimensional Multiple-Scattering Media’, in het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters.
Pepijn Pinkse is hoogleraar Adaptive Quantum Optics (Faculteit TNW / MESA+). Ook is hij directeur van het centrum voor QUAntum NanoTechnology Twente (QUANT). Dit onderzoek komt voort uit het NWO project ‘Free form scattering optics’.
