2/2014

Keltainen laser mullistaa lääketieteen ja spektroskopian

Mircea Guina

 
Keltaisella laserilla on annettavaa monella alalla. Professori Mircea Guina uskoo, että tutkimusryhmän työhön pohjautuvia tuotteita tulee markkinoille jo muutaman vuoden sisällä.
 

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.

Rajattomat sovellusmahdollisuudet

KUKA: Mircea Guina

  • Johtaa puolijohdeteknologian kehitystyötä TTY:n optoelektroniikan tutkimuskeskuksessa
  • Suoritti tohtorin tutkinnon TTY:llä vuonna 2002
  • Kotoisin Romaniasta
  • Perhe: vaimo Anca, yhdeksänvuotias tytär Elina, seitsemänvuotias poika Matias ja anoppi
  • Harrastaa puutarhapalstan hoitoa ja jalkapalloa
 

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.

Materiaalitutkijasta innokas puutarhuri

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

 
Kerro kaverille
Ei päivää ilman big dataa
Ei päivää ilman big dataa
2/2014
Ei päivää ilman big dataa
Kyberhyökkääjien jäljillä
Kyberhyökkääjien jäljillä
2/2014
Kyberhyökkääjien jäljillä
Kampusareenasta rakentuu yhteisöllinen loft
Kampusareenasta rakentuu yhteisöllinen loft
2/2014
Kampusareenasta rakentuu yhteisöllinen loft
Älykäs asema syntyy kaupungin ytimeen
Älykäs asema syntyy kaupungin ytimeen
2/2014
Älykäs asema syntyy kaupungin ytimeen
TTY:n laatujärjestelmä sai parhaimman arvosanan
TTY:n laatujärjestelmä sai parhaimman arvosanan
2/2014
TTY:n laatujärjestelmä sai parhaimman arvosanan
TTY:lle tunnustus tutkijoiden aseman kehittämisestä
TTY:lle tunnustus tutkijoiden aseman kehittämisestä
2/2014
TTY:lle tunnustus tutkijoiden aseman kehittämisestä
Yliopisto ei ole koskaan valmis
Yliopisto ei ole koskaan valmis
2/2014
Yliopisto ei ole koskaan valmis
Miksi kaikkien laitteiden pitää piipittää?
Miksi kaikkien laitteiden pitää piipittää?
2/2014
Miksi kaikkien laitteiden pitää piipittää?
Kuinka luodaan täydellinen visuaalinen kokemus?
Kuinka luodaan täydellinen visuaalinen kokemus?
2/2014
Kuinka luodaan täydellinen visuaalinen kokemus?
Kuluttajatko media- ja viihdeteollisuuden pelastajiksi?
Kuluttajatko media- ja viihdeteollisuuden pelastajiksi?
2/2014
Kuluttajatko media- ja viihdeteollisuuden pelastajiksi?
Guardingo valmiina vahtimaan
Guardingo valmiina vahtimaan
2/2014
Guardingo valmiina vahtimaan
Ennakoivaa analytiikkaa big datalla
Ennakoivaa analytiikkaa big datalla
2/2014
Ennakoivaa analytiikkaa big datalla
Rokkibändi ja robotteja
Rokkibändi ja robotteja
2/2014
Rokkibändi ja robotteja
Olet tässä - sijaintisi tarkentuu tilastomatematiikalla
Olet tässä - sijaintisi tarkentuu tilastomatematiikalla
2/2014
Olet tässä - sijaintisi tarkentuu tilastomatematiikalla
Research is the key to the future
Research is the key to the future
2/2014
Research is the key to the future

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi