Nano zaklamp maakt nieuwe toepassingen van licht mogelijk

In werk dat op een dag mobiele telefoons zou kunnen veranderen in sensoren die virussen en andere minuscule objecten kunnen detecteren, hebben MIT-onderzoekers een krachtige zaklamp op nanoschaal op een chip gebouwd.

Hun benadering van het ontwerpen van de kleine lichtstraal op een chip kan ook worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan andere nano-zaklampen te maken met verschillende straalkenmerken voor verschillende toepassingen. Denk aan een brede schijnwerper versus een lichtstraal gericht op een enkel punt.

Gedurende vele decennia hebben wetenschappers licht gebruikt om een ​​materiaal te identificeren door te observeren hoe dat licht interageert met het materiaal. Ze doen dit door in wezen een lichtstraal op het materiaal te laten schijnen en dat licht vervolgens te analyseren nadat het door het materiaal is gegaan. Omdat alle materialen op een andere manier met licht omgaan, levert een analyse van het licht dat door het materiaal gaat, een soort "vingerafdruk" op voor dat materiaal. Stel je voor dat je dit voor meerdere kleuren doet - verschillende golflengten van licht - en de interactie van licht met het materiaal voor elke kleur vastlegt. Dat zou leiden tot een vingerafdruk die nog gedetailleerder is.

De meeste instrumenten om dit te doen, zogenaamde spectrometers, zijn relatief groot. Ze veel kleiner maken zou een aantal voordelen hebben. Ze kunnen bijvoorbeeld draagbaar zijn en extra toepassingen hebben (stel je een futuristische mobiele telefoon voor die is geladen met een op zichzelf staande sensor voor een specifiek gas). Hoewel onderzoekers grote vooruitgang hebben geboekt bij het miniaturiseren van de sensor voor het detecteren en analyseren van het licht dat door een bepaald materiaal is gegaan, blijft een geminiaturiseerde en passend gevormde lichtstraal - of zaklamp - een uitdaging. Tegenwoordig wordt die lichtstraal meestal geleverd door apparatuur op macroschaal, zoals een lasersysteem dat niet in de chip zelf is ingebouwd zoals de sensoren.