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? Sendu okkur póst. Senda grein Nýsköpun og rannsóknir Mest lesið Skoðanir um haframjólk ítrekað settar fram sem vísindi Guðrún Nanna Egilsdóttir,Rósa Líf Darradóttir,Vilborg Kolbrún Vilmundardóttir Skoðun Sundlaugin sem Reykjavíkurborg vanrækir – en borgarbúar elska Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþórsson,Hlynur Áskelsson Skoðun Tortryggni er ekki utanríkisstefna Dagbjört Hákonardóttir Skoðun Mjúku innviðirnir Karl Pétur Jónsson Skoðun Ekki benda á mig Ebba Margrèt Magnúsdóttir Skoðun Eins og Bubbi söng „ekki benda á mig“. Hver ber ábyrgð þegar enginn vissi neitt? Steindór Þórarinsson Skoðun Halldór 21.02.2026 Halldór Kæri Runólfur Magnús Árni Skjöld Magnússon Skoðun Skjaldborg um sjöfaldan veikindarétt Björn Brynjúlfur Björnsson Skoðun Lygin um kynbundið ofbeldi og jafnréttisbrot gegn karlmönnum Huginn Þór Grétarsson Skoðun Skoðun Skoðun Kaupmáttur lækkað í tuttugu ár Guðmundur Ingi Guðbrandsson skrifar Skoðun Eins og Bubbi söng „ekki benda á mig“. Hver ber ábyrgð þegar enginn vissi neitt? Steindór Þórarinsson skrifar Skoðun Mjúku innviðirnir Karl Pétur Jónsson skrifar Skoðun Skoðanir um haframjólk ítrekað settar fram sem vísindi Guðrún Nanna Egilsdóttir,Rósa Líf Darradóttir,Vilborg Kolbrún Vilmundardóttir skrifar Skoðun Tortryggni er ekki utanríkisstefna Dagbjört Hákonardóttir skrifar Skoðun Ekki benda á mig Ebba Margrèt Magnúsdóttir skrifar Skoðun Kópavogsmódelið leggst þyngra á barnafjölskyldur en Reykjavíkurleiðin Jónas Már Torfason,Eydís Inga Valsdóttir skrifar Skoðun Vísindi eru grunnþekking Helgi Hrafn Gunnarsson skrifar Skoðun Reykjavíkurleiðin - ný nálgun að betri leikskóla Helga Þórðardóttir skrifar Skoðun Sundlaugin sem Reykjavíkurborg vanrækir – en borgarbúar elska Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþórsson,Hlynur Áskelsson skrifar Skoðun Samanburður á aðferðum Þjóðverja og Kínverja við að draga úr notkun á jarðefnaeldsneyti Gunnar Einarsson skrifar Skoðun Björgum latínunni! Böðvar Stefánsson skrifar Skoðun Hugrekkið sem felst í því að óska eftir dánaraðstoð Ingrid Kuhlman skrifar Skoðun Kona á öld hrottans Bjarni Karlsson skrifar Skoðun Skjaldborg um sjöfaldan veikindarétt Björn Brynjúlfur Björnsson skrifar Skoðun Tilraun til Íslandsmets í niðurrifsorðræðu Magnús Þór Jónsson skrifar Skoðun Kæri Runólfur Magnús Árni Skjöld Magnússon skrifar Skoðun Verða árásir á Íran gerðar frá Keflavíkurflugvelli? Steingrímur Gunnarsson skrifar Skoðun Kerfi án forsendna skilar ekki árangri Sóldís Birta Reynisdóttir skrifar Skoðun Fyrir hvern er velferðarkerfið? Sigurður Sigurðsson skrifar Skoðun Treystir ríkisstjórnin þjóðinni í raun? Hjörtur J. Guðmundsson skrifar Skoðun Lygin um kynbundið ofbeldi og jafnréttisbrot gegn karlmönnum Huginn Þór Grétarsson skrifar Skoðun Loks slitnaði rófan! Hvað gengur Viðskiptaráði til? Kolbrún Halldórsdóttir skrifar Skoðun Spegillinn sem ég límdi sjálfur Sigurður Árni Reynisson skrifar Skoðun Skilar Kópavogur auðu í húsnæðismálum? Finnbjörn A. Hermannsson skrifar Skoðun Að vera heil manneskja í brotakenndum heimi Inga Gunnlaugsdóttir skrifar Skoðun Nýir tímar í landeldi á laxi – stefnumótandi tækifæri fyrir Ísland Steinþór Pálsson skrifar Skoðun Félagslegt réttlæti og geðheilsa Svava Arnardóttir skrifar Skoðun Noregur er bara betri áfangastaður! Bjarki Gunnarsson skrifar Skoðun Loforð eða árangur? Ýmir Örn Hafsteinsson 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.
Skoðanir um haframjólk ítrekað settar fram sem vísindi Guðrún Nanna Egilsdóttir,Rósa Líf Darradóttir,Vilborg Kolbrún Vilmundardóttir Skoðun
Sundlaugin sem Reykjavíkurborg vanrækir – en borgarbúar elska Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþórsson,Hlynur Áskelsson Skoðun
Eins og Bubbi söng „ekki benda á mig“. Hver ber ábyrgð þegar enginn vissi neitt? Steindór Þórarinsson Skoðun
Skoðun Eins og Bubbi söng „ekki benda á mig“. Hver ber ábyrgð þegar enginn vissi neitt? Steindór Þórarinsson skrifar
Skoðun Skoðanir um haframjólk ítrekað settar fram sem vísindi Guðrún Nanna Egilsdóttir,Rósa Líf Darradóttir,Vilborg Kolbrún Vilmundardóttir skrifar
Skoðun Kópavogsmódelið leggst þyngra á barnafjölskyldur en Reykjavíkurleiðin Jónas Már Torfason,Eydís Inga Valsdóttir skrifar
Skoðun Sundlaugin sem Reykjavíkurborg vanrækir – en borgarbúar elska Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþórsson,Hlynur Áskelsson skrifar
Skoðun Samanburður á aðferðum Þjóðverja og Kínverja við að draga úr notkun á jarðefnaeldsneyti Gunnar Einarsson skrifar
Skoðun Nýir tímar í landeldi á laxi – stefnumótandi tækifæri fyrir Ísland Steinþór Pálsson skrifar
Skoðanir um haframjólk ítrekað settar fram sem vísindi Guðrún Nanna Egilsdóttir,Rósa Líf Darradóttir,Vilborg Kolbrún Vilmundardóttir Skoðun
Sundlaugin sem Reykjavíkurborg vanrækir – en borgarbúar elska Sigfús Aðalsteinsson ,Baldur Borgþórsson,Hlynur Áskelsson Skoðun
Eins og Bubbi söng „ekki benda á mig“. Hver ber ábyrgð þegar enginn vissi neitt? Steindór Þórarinsson Skoðun