Ljus revolutionerar teknikutvecklingen

Ljus kommer att revolutionera teknikutvecklingen under 2000-talet på liknande sätt som el gjorde på 1900-talet, menar experterna. Nu storsatsar EU på det nya området fotonik.

Redan idag finns många exempel på teknik där ljus ersätter eller kompletterar el, i det nya området som kallas fotonik. Det handlar om dataöverföring, mätteknik, vattenrening, solceller, digitalkameror, läsplattor, lampor och medicinsk teknik. De nya ljusbaserade teknikerna gör datornätverk både snabbare och mindre energikrävande, och kan ersätta traditionella verktyg och kemikalier. Man skulle kunna säga att det pågår en dold ljusrevolution, eftersom ljus används på fler ställen än vi kanske anar. Utvecklingen är så intressant att EU har utsett fotonik till ett av sina strategiska nyckelområden som får generösa mängder forsknings- och innovationspengar: cirka 700 miljoner euro inom programmet Horizon 2020. År 2015 är också utsett till Ljusets år av FN-organisationen Unesco, för ökad utbildning om ljus.

Istället för el. Fotonik finns exempelvis i moderna bilars datanätverk där fiberoptiska plastkablar har ersatt kopparkablarna, berättar Fredrik Laurell, professor i laserfysik på Kungliga tekniska högskolan (KTH) i Stockholm. ”Tio procent av det som finns i en bil är fotonik. Kommunikationen från datorn som styr bilens alla funktioner sker ofta med ljus för att det ska gå fort och för att man vill slippa elektromagnetiska störningar.” ”Förr i tiden kunde airbagen utlösas av att man hade telefonen på ratten. Det finns exempel på tråkiga olyckor som skett då ringsignalen elektriskt utlöst airbagen så att föraren fått telefonen på näsan”, berättar Laurell. Ett annat exempel på fotonik är det som kollegor till honom arbetar med: Nästa generations förbränningsmotorer – där traditionella tändstift byts ut mot en laser som tänder bränslet inne i cylindern. Fördelen blir en ökning av förbränningens verkningsgrad, vilket leder till minskade utsläpp av miljö- föroreningar.

Dataflöde. Den mest kända fotoniken är fiberoptisk kabel för bredband – där data överförs med hjälp av ljuspulser i tunna glastrådar. En stor del av internettrafiken mellan Europa och USA leds sedan länge genom optiska fiberkablar på Atlantens botten. I Stockholm är fiberoptiskt bredband nu, efter 20 års arbete, draget till 90 procent av stadens hushåll. Fast de flesta har bara fiber dragen fram till källaren. Den nya trenden är så kallat fiber-till-hemmet, där optisk fiber dras ända in i lägenheten – till ett kopplingsskåp eller ett vägguttag. Efterfrågan på fiberoptiskt bredband växer när allt fler arbetar på distans och mot det så kallade molnet. Och det är inte bara snabbhet som är fördelen då data skickas med hjälp av ljus i stället för elektriska signaler i kopparledningar: Energibehovet minskar med cirka 25 procent – bland annat för att värmeförlusterna blir lägre. ”Om en vanlig signal går två kilometer innan den behöver förstärkas, kan du skicka motsvarande optiska signal halvvägs till Göteborg. Så ur energisynpunkt är det en väldigt stor förbättring”, säger Laurell.

Mindre spill. Just möjligheten att minska energianvändningen i olika typer av utrustning är en viktig drivkraft för utvecklingen av fotonik. Det märks inte minst i företagandet på det här området. I Sverige finns i dag över 100 företag med sammanlagt cirka 6 000 anställda, som arbetar med någon sorts fotonik. De flesta företagen har funnits i mindre än fem år. Många arbetar med utveckling av sensorer, till exempel för gasmätning i industrin. Andra jobbar med medicinsk teknik – som lasertandläkarborrar som förångar i stället för slipar bort materialet i hålen.

Läs hela artikeln i papperstidningen eller på pekplatta!

Marie Granmar text