فاطمه کتابی،خبرنگار گروه دانشگاه:ششمین دوره نمایشگاه تخصصی لیزر، فوتونیک و فناوریهای کوانتوم، پس از چند روز میزبانی از آخرین دستاوردهای دانشمندان و شرکتهای دانشبنیان در این حوزه، دیروز به ایستگاه پایانی رسید. در این نمایشگاه، دانشگاههایی از جمله تهران و علم و صنعت نیز آخرین دستاوردهای تحقیقاتی و محصولات نوآورانه خود در این حوزه را معرفی کردند. دانشگاه تهران به همراه چند عضو هیئت علمی از دانشکده فیزیک، دانشکده علوم و فناوریهای میانرشتهای، گروه ریزفناوری و فوتونیک، دانشکده مهندسی علوم زیستی و یک شرکت دانشبنیان مستقر در پارک علم و فناوری دانشگاه تهران در این نمایشگاه حضور داشت. دانشگاه علم و صنعت ایران نیز با ارائه سه دستاورد مهم در حوزههای بیوفوتونیک، نورپردازی پیشرفته و آموزش کوانتومی در این نمایشگاه حضور داشت. دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج که یکی از پیشرفتهترین آزمایشگاهها و امکانات مربوط به علوم و فنون فیزیک لیزر و اپتیک را داراست در حاشیه این نمایشگاه تفاهمنامهای با مرکز ملی لیزر ایران امضا کرد. این تقاهمنامه به امضای سیفالله اسداللهی، مدیرعامل مرکز و حسین کلانتری، رئیس دانشگاه آزاد استان البرز رسید. در این گزارش به معرفی برخی از دستاوردهای فناورانه پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت در این نمایشگاه پرداختیم که در ادامه از نظر میگذرانید.
رفع ضعف تاریخی LEDها
شادی فیروزیان، عضو مرکز تحقیقات اپتو، کوانتوم و الکترونیک، از پیشرفتهای جدید پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران در حوزه فناوری LED خبر داد و گفت: «برای ورود جدی به عرصه LEDها، به نوری نزدیک به نور خورشید نیاز داریم؛ نوری که شامل تمامی طیفهای نوری باشد. این در حالی است که LEDهای رایج امروزی با ضعف جدی در ناحیه نور سبز مواجهند و همین موضوع کیفیت نهایی نور و تصویر را تحتتأثیر قرار میدهد.»
وی با اشاره به چالش موسوم به «گرین گپ» افزود: «ضعف LEDها در بازه طول موجی ۴۹۰ تا ۵۶۰ نانومتر، که مربوط به طیف نور سبز است، یکی از مشکلات اساسی در صنعت روشنایی و نمایشگرها به شمار میرود. به همین دلیل، محققان دانشگاه علم و صنعت به دنبال شناسایی و توسعه مواد نوظهوری رفتهاند که بتوانند این خلأ طیفی را جبران کنند و نور سبز یکنواختتر و کارآمدتری تولید کنند.»
فیروزیان ادامه داد: «با استفاده از این فناوری و مواد جدید، امکان ساخت نمایشگرهایی فراهم میشود که ضعف رنگ سبز در آنها برطرف شده و کیفیت تصویر به طور محسوسی افزایش یابد. این دستاورد میتواند در تولید نسل جدید نمایشگرها، از جمله تلویزیونها، نقش مهمی ایفا کند و موجب افزایش وضوح، دقت رنگ و کیفیت بصری شود.»
به گفته این پژوهشگر، این محصول در حال حاضر در مرحله نهایی تحقیقات قرار دارد و در صورت ورود به مرحله تجاریسازی، میتواند تحولی قابل توجه در صنعت LED و نمایشگرها ایجاد کند. وی تأکید کرد LEDهای مبتنی بر این فناوری، نوری طبیعیتر، با وضوح بالاتر و کارایی بهتر ارائه خواهند داد و گامی مهم در نزدیکتر شدن نور مصنوعی به نور خورشید محسوب میشوند.
طراحی کیت آزمایشگاهی کوانتومی با یکسوم قیمت خارجی
فرشید جمشیدی، عضو مرکز کوانتوم دانشگاه علم و صنعت ایران، از طراحی و ساخت یک کیت آموزشی پیشرفته در حوزه فوتونیک و اپتیک کوانتومی خبر داد و گفت: «این کیت آموزشی شامل ۸ آزمایش کاربردی است که برای دانشجویان کارشناسی ارشد و دکترای رشتههای فیزیک فوتونیک طراحی شده است. همچنین دانشجویان مهندسی برق با گرایش فوتونیک نیز میتوانند از آن استفاده کنند.»
وی با بیان اینکه این کیت عمدتاً جنبه آموزشی دارد، افزود: «هدف اصلی درک تفاوت میان نور کلاسیکی، شبهکلاسیکی و نور کوانتومی است. دو آزمایش نخست به لیزر تضعیف شده اختصاص دارد؛ به گونهای که نور لیزر قرمز ۶۳۳ نانومتر با استفاده از فیلترهای اندی تا یک میلیون برابر تضعیف شد. نتایج نشان داد حتی در این شرایط نیز لیزر، منبع تک فوتونی ایدئال محسوب نمیشود که این موضوع با محاسبه تابع همبستگی مرتبه دوم بررسی شد.»
جمشیدی ادامه داد: «در آزمایش سوم، با استفاده از یک کریستال غیرخطی نوع اول BBO، فرایند تولید زوج فوتونهای درهمتنیده انجام شد. در این فرایند، لیزر ۴۰۵ نانومتر با بازده کوانتومی بسیار پایین به دو فوتون ۸۱۰ نانومتری تبدیل میشود که کاملاً درهمتنیده هستند. این زوج فوتونی مبنای انجام آزمایشهای کوانتومی بعدی است.» به گفته وی، در آزمایشهای بعدی با استفاده از چیدمان موسوم به «فوتون خبردهنده»، تکفوتون استخراج شده و آزمایشهای کوانتومی از جمله سوپرپوزیشن انجام میشود. آزمایش هشتم نیز به «پاککن کوانتومی» اختصاص دارد که از آزمایشهای جذاب این حوزه به شمار میرود.
جمشیدی با اشاره به وضعیت پیشرفت پروژه گفت: «تاکنون ۶ آزمایش طراحی، داوری و تأیید شدهاند و برای تکمیل آزمایشهای هفتم و هشتم در انتظار دریافت تجهیزات داخلی از جمله استیج پیزوالکتریک نانومتری هستیم.» وی افزود: «نمونههای خارجی این کیتها معمولاً بیش از ۷۰ هزار دلار قیمت دارند که فقط 5 آزمایش انجام میشود، درحالیکه نسخه بومی با حدود یکسوم هزینه و با امکانات کاملتری طراحی شده است.»
رگیاب اپتیکی در مسیر ورود به مراکز درمانی
محسن باهوش، دانشجوی کارشناسی ارشد فوتونیک دانشگاه علم و صنعت و از اعضای تیم سازنده دستگاه رگیاب، در گفتوگو با «فرهیختگان» به تشریح جزئیات این فناوری اپتیکی پرداخت و گفت: «رگیاب اپتیکی طراحی شده با استفاده از طیف NIR کار میکند و برای افرادی کاربرد دارد که رگیابی دست در آنها به راحتی انجام نمیشود؛ از جمله کودکان، سالمندان، بیماران مبتلا به برخی بیماریهای خاص که موجب تضعیف رگها شده است، همچنین افرادی که اضافه وزن دارند و به دلیل افزایش تودههای بدنی، یافتن رگ مناسب برای تزریق در دست آنها دشوار است. با استفاده از این دستگاه، رگهای دست بهوضوح مشخص میشود تا پرستاران بتوانند فرایند تزریق را با دقت بیشتری انجام دهند.»
باهوش با اشاره به نحوه طراحی این دستگاه گفت: «طراحی به گونهای است که دست بیمار در قسمت چپ دستگاه قرار میگیرد و کادر درمان از طریق نمایشگری که در سمت راست دستگاه تعبیه شده است، میتواند دست بیمار را مشاهده کند. این دستگاه با بهرهگیری از هوش مصنوعی، بهترین رگ مناسب برای تزریق را از نظر قطر و شرایط فیزیکی شناسایی میکند. حوزه فعالیت این فناوری در زمینه بیوفتونیک تعریف میشود.»
وی در ادامه افزود: «نمونههای نیمهصنعتی این دستگاه تولید شده و در حال حاضر در مرحله دریافت مجوزهای پزشکی قرار دارد. این در حالی است که کشورهای آلمان و آمریکا نیز دارنده فناوری مشابه این دستگاه هستند، اما نمونه داخلی طراحیشده با هزینهای حدود ۲ تا ۳ برابر کمتر نسبت به نمونههای خارجی قابل تولید است.»
