Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.
Puolijohde- ja lasertutkimus voi johtaa läpimurtoihin silmäleikkauksissa, syöpähoidossa ja ajan mittaamisessa.
Professori Mircea Guina ja hänen tutkimusryhmänsä TTY:n optoelektroniikan tutkimuskeskuksessa ovat vuosien työn tuloksena onnistuneet kehittämään puolijohdeteknologiaan perustuvan käänteentekevän menetelmän, jolla voidaan tuottaa kirkasta laservaloa aallonpituusalueelle keltainen–oranssi (570–620 nanometriä).
Keltainen laservalo on harvinaista, koska puolijohteet eivät kykene lähettämään keltaista valoa suoraan. Kompaktin kokoisia ja edullisia keltaisia lasereita ei siten ole ollut saatavilla.
Tekesin rahoittamassa Brightlase-hankkeessa hyödynnetään TTY:n tutkimuksen tuloksena syntynyttä taajuuskahdennukseen perustuvaa puolijohdekiekkolaserteknologiaa, jolla on saavutettu ennätyskorkea valoteho kyseisellä aallonpituusalueella.
− Meidän tehtävämme on kehittää keltaisen laserin valmistusprosessi kaupallisesti hyödynnettäväksi ja valmistaa prototyyppejä, jotka mahdollistavat yhteistyön aloittamisen sovelluskehittäjien kanssa, kertoo Guina.
− Tähän pisteeseen pääsemiseen tarvittiin kymmenisen vuotta TTY:n ryhmän pitkäjänteistä tutkimustyötä toiminnallisista materiaaleista ja uusista laserteknologioista.
Laserin prototyyppiä testataan parhaillaan Japanissa, Yhdysvalloissa, Iso-Britanniassa ja Liettuassa.
Teknologian soveltamiselle on valtavat mahdollisuudet esimerkiksi lääketieteessä.
− Silmien laserleikkauksissa valkuaisaineiden hyytymistä säädellään nykyisin vihreällä laserilla, vaikka keltainen laservalo imeytyisi paremmin hemoglobiiniin. Samaa ominaisuutta voidaan hyödyntää myös ihotautien hoidossa, kuten portviiniluomien häivyttämisessä, selventää Guina.
Keltaisella laserilla voitaisiin myös vähentää kolesterolia verisuonten seinämistä, poistaa tatuointeja ja tuhota syöpäsoluja paikallisesti.
Laserilla on annettavaa myös teollisuuden prosessihallintaan. Laseriin perustuvien spektroskooppisten menetelmien avulla voimalaitosten työntekijät voisivat seurata ja tehostaa polttoprosesseja tarkkailemalla natriumatomeja, jotka absorboivat keltaista valoa.
Laserille löytyy sovelluskohde myös mikroskopiasta. Prototyyppiä onkin jo testattu University College London -yliopistossa mikroskoopissa, jolla voidaan keltaisen laserin avulla saavuttaa jopa 20 nanometrin erotuskyky. Tällöin voidaan ottaa entistä tarkempia kuvia esimerkiksi solujen osista.
− Erityisen kiinnostavia sovelluskohteita ovat optiset atomikellot, jotka ovat 100 000 kertaa tarkempia kuin nykyiset cesiumatomikellot. Uudenlaiset kapeiden aallonpituuksien laserit luovat pohjaa myös kvanttitiedonkäsittelyn ja kvanttitietokoneiden kehittämiselle, lisää Guina.
Tutkimustyökin on kuin puutarhanhoitoa, molemmat ovat ryhmätyötä ja työn hedelmistä pääsee nauttimaan yhdessä.
Mircea Guina saapui TTY:lle vuonna 1999 ja on sittemmin kotiutunut perheineen Tampereelle. Toissa vuonna perhe osti palstan Nekalan siirtolapuutarhasta ja Guina pääsi vihdoin käyttämään viherpeukaloaan.
− Kasvatamme yrttejä, vihanneksia ja joitakin suomalaisista puutarhoista harvemmin löytyviä lajikkeita, kuten valkosipulia. Korjasimme viimeksi myös runsaan sadon omenia ja marjoja. Tutkimustyökin on kuin puutarhanhoitoa, molemmat ovat ryhmätyötä ja työn hedelmistä pääsee nauttimaan yhdessä.
Entä miten Guina pitää yllä mielenkiintoaan lasertutkimukseen?
− Olen laserfysiikkaan erikoistunut materiaalitutkija. Laserit ovat vain yksi puolijohdeteknologian sovelluksista ja ne mahdollistavat nopean loikkauksen perustutkimuksesta sovellusten kehittämiseen. On mahtavaa olla mukana kehittämässä teknologiaa, joka voi tehostaa syöpähoitoja ja nopeuttaa silmäleikkauksesta toipumista, hän vastaa.
Teksti: Marjaana Lehtinen
Kuvat: TTY:n kuvapankki
