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 Mikið vona ég að þetta sé ekki rétt Jón Pétur Zimsen Skoðun Halldór 28.03.2026 Halldór Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson Skoðun Ég var rekinn Daði Már Kristófersson Skoðun Veldur hver á heldur! Andrés Pétursson Skoðun Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir Skoðun Svona stöðvum við hallarekstur ríkisins, loksins Jóhann Páll Jóhannsson Skoðun Gerðir samningar sviknir af ESB Erna Bjarnadóttir Skoðun Sniðgöngum ísraelska lyfjarisann Teva eins og Rapyd Björn B Björnsson Skoðun 174 þúsund króna skutlið Karólína Helga Símonardóttir Skoðun Skoðun Skoðun Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir skrifar Skoðun Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson skrifar Skoðun Mikið vona ég að þetta sé ekki rétt Jón Pétur Zimsen skrifar Skoðun Veldur hver á heldur! Andrés Pétursson skrifar Skoðun Gott samfélag verður ekki til af sjálfu sér Marta Rut Ólafsdóttir skrifar Skoðun Gerðir samningar sviknir af ESB Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Við getum ekki byggt vernd barna á tilviljunum! Arnrún María Magnúsdóttir skrifar Skoðun Ekki minn kaffibolli Guðmunda G. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Sniðgöngum ísraelska lyfjarisann Teva eins og Rapyd Björn B Björnsson skrifar Skoðun Tveggja ára reynsla af samkeppnisundanþágum á kjötmarkaði Breki Karlsson, Ólafur Stephense skrifar Skoðun Erindislaus meirihluti leggur á flótta Árni Rúnar Þorvaldsson skrifar Skoðun Bókasafnið mitt - Heimili að heiman Lísa Z. Valdimarsdóttir skrifar Skoðun Útvistun, Minna gott, meira vont Halldór Ólafsson skrifar Skoðun Afhverju skiptir tilfinningin um að tilheyra meira máli en Instagram? Sigrún Þóra Sveinsdóttir skrifar Skoðun Suðurnesin bíða ekki, við verðum að fylgja eftir Fida Abu Libdeh skrifar Skoðun Ég var rekinn Daði Már Kristófersson skrifar Skoðun Svona stöðvum við hallarekstur ríkisins, loksins Jóhann Páll Jóhannsson skrifar Skoðun Auðveldum kynslóðaskipti bænda Lilja Rafney Magnúsdóttir skrifar Skoðun Aumingja tryggingafélögin Agnar Þór Guðmundsson,Haukur Freyr Axelsson skrifar Skoðun Þarf að kæra íslenska ríkið? Eyþór Eðvarðsson skrifar Skoðun Ímynd er drifkraftur útflutnings Pétur Þ. Óskarsson skrifar Skoðun Íslenskir sálfræðingar í aldarfjórðung Pétur Maack Þorsteinsson skrifar Skoðun Það sem þingmaður vill segja Sigmar Guðmundsson skrifar Skoðun Tollabandalag ESB og mörk „sérlausna“ Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Nokkur orð í viskubrunninn Einar Helgason skrifar Skoðun Sameinuð stöndum vér hræsnarar Íslands Páll Steingrímsson skrifar Skoðun Ekki er allt sem sýnist í rekstri Garðabæjar Einar Þór Einarsson skrifar Skoðun Við erum Vinstrið Sanna Magdalena Mörtudóttir,Líf Magneudóttir,Stefán Pálsson,Ásta Þórdís Skjalddal,Arna Magnea Danks,Finnur Ricart Andrason skrifar Skoðun Vistum fanga í íbúðarhverfum Guðmundur Ingi Þóroddsson skrifar Skoðun Greið leið til lækkunar stýrivaxta Bogi Nils Bogason 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.
Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir Skoðun
Skoðun Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir skrifar
Skoðun Þau sem töluðu um hvalrekaskatt og hin sem þora að leggja hann á Þórður Snær Júlíusson skrifar
Skoðun Tveggja ára reynsla af samkeppnisundanþágum á kjötmarkaði Breki Karlsson, Ólafur Stephense skrifar
Skoðun Afhverju skiptir tilfinningin um að tilheyra meira máli en Instagram? Sigrún Þóra Sveinsdóttir skrifar
Skoðun Við erum Vinstrið Sanna Magdalena Mörtudóttir,Líf Magneudóttir,Stefán Pálsson,Ásta Þórdís Skjalddal,Arna Magnea Danks,Finnur Ricart Andrason skrifar
Einn mánuður af átökum: Börn gjalda mest fyrir stríðið í Mið-Austurlöndum Tótla I. Sæmundsdóttir Skoðun