4 mei 2010
VUB-onderzoekster zorgt voor doorbraak in realisatie fotonische siliciumchips
Een wetenschapster van de Vrije Universiteit Brussel heeft een van de belangrijkste problemen op de weg naar de productie van fotonische silicium-gebaseerde chips opgelost: die van de overtollige warmteproductie. Door buiten de lijntjes van de conventionele methodes te denken, kon ze een nieuwe techniek ontwikkelen die de overtollige warmte afvoert in de vorm van licht. Het onderzoek leverde haar de prestigieuze Photonics21 Student Innovation Award op.
Al vele jaren is silicium het materiaal bij uitstek voor het maken van elektronische chips. Maar binnenkort zal het mogelijk zijn om voor quasi dezelfde kostprijs en met dezelfde productietechnieken ook fotonische functies aan deze chips toe te voegen. Met andere woorden: elektronische en fotonische functies samen te brengen op één enkele chip gemaakt van silicium. Met zo’n chips zouden bestaande producten sterk kunnen verbeterd worden: snellere computers, breedbandiger internet en zelfs de miniaturisatie van medische labo’s tot zogenoemde labs-on-chips behoren tot de mogelijkheden. Met deze labs-on-chips zou men medische analyses kunnen maken van onder meer water, bloed of DNA in moeilijke werkomstandigheden, bijvoorbeeld na een natuurramp.
Dr. ir. Nathalie Vermeulen is erin geslaagd een van de belangrijkste obstakels op het parcours naar de realisatie van zo’n fotonische chip uit de weg te ruimen. Samen met haar promotoren prof. dr. ir. Hugo Thienpont en dr. ir. Christof Debaes van het Brussels Photonics Team van de Vrije Universiteit Brussel loste ze enkele belangrijke problemen op, waaronder het probleem van de warmtegeneratie die voor oververhitting zorgt wanneer men een groot aantal componenten op eenzelfde chip samenbrengt. Vermeulen liet hierbij de conventionele warmte-afvoermethodes - onder meer gebaseerd op ventilatoren - links liggen en pakte het probleem op creatieve wijze aan door een nieuwe methode te ontwikkelen waarbij de overtollige warmte wordt afgevoerd in de vorm van nieuwe lichtstraling. Verder toonde Vermeulen ook aan dat de specifieke vereiste voor efficiënte golflengteconversie op een chip – namelijk dat de faseverschuivinig tussen de betrokken lichtbundels klein moet zijn – automatisch kan voldaan worden door bijzondere ringvormige siliciumstructuren te gebruiken. Vermeulens onderzoek werd internationaal op applaus onthaald en leverde haar de prestigieuze Photonics21 Student Innovation Award op.
Referenties
N. Vermeulen, C. Debaes, and H. Thienpont, “Coherent Anti-Stokes Raman Scattering in Raman lasers and Raman wavelength converters,” Laser & Photonics Reviews (invited paper) (in press).
N. Vermeulen, C. Debaes, P. Muys, and H. Thienpont, “Mitigating heat dissipation in Raman lasers using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering,” Phys. Rev. Lett. 99, 093903 (2007).
Meer informatie
Dr. ir. Nathalie Vermeulen
Tel: 02-629 36 58
nathalie.vermeulen@vub.ac.be
www.b-phot.org