Forskningsgruppe Mikrooptikk

Mikrooptikk

Mikro-optikk handler om utvikling av miniaturiserte komponenter for styring av lys, slik som mikrospeil, mikrolinser, diffraktive og meta‑optiske elementer, samt fotonisk integrerte kretser.

Våre kjerne­teknologier

Under finner du korte beskrivelser av våre viktigste forskningsområder.

Aktive optiske elementer basert på piezoMEMS

SINTEF er internasjonalt anerkjent for sin piezoMEMS-teknologi, som har lagt grunnlaget for oppstartsbedrifter som poLight, Tunable og Sonair. Du kan lese mer om våre piezoMEMS‑muligheter her.

Mikrospeil

Ved å utnytte våre piezoMEMS-teknologier tilbyr vi en moden plattform for mikrospeil med stor slaglengde (10–100 µm), lavt strømforbruk (< 100 nW) og rask kvasi‑statisk respons (kHz). Disse egner seg blant annet til laserskanning, optisk kommunikasjon og IR‑filtrering.

Kombinert med våre mikro- og nanopatenteringsprosesser kan speilene utstyres med avanserte dielektriske belegg eller diffraktive mønstre.

Speilflatene kan være stive og plane, eller utformes slik at de kan fokusere og defokusere ved å endre krumning—modulerbart innen ±160 dioptre ved påført spenning.

Les gjerne vår artikkel Small Mirrors, Major Advances.

Bølgelederteknologi (PIC)

Å integrere lys i brikker åpner for miniaturisering av optisk sensing og nye lavenergi‑beregninger. Våre aktiviteter innen fotonisk integrerte kretser inkluderer:

• Aktiv PIC: Ved å bruke piezoelektrisk PZT har vi utviklet MEMS‑aktuerte Mach‑Zehnder‑interferometre og utnyttet den elektro‑optiske effekten i PZT til å realisere plasmoniske koblere.
• Bølgelengder utover telekomområdet: Med materialene Al₂O₃ og Al₃N₄ kan vi utvide transmisjonsvinduet fra UV til NIR.
• Produksjonstjenester: Vi tilbyr produksjon på 6’’ wafere basert på Si₃N₄‑ og Al₂O₃‑plattformer.

Adaptive metasurfaces

Sett av nanostrukturer designet under bølgelengdeskala gir helt nye muligheter for lyskontroll. Vi arbeider blant annet med MEMS‑aktuerte metasurfaces for å oppdage kreftvev ved bruk av polarisert lys.

Vi har bidratt betydelig til forskningsfronten innen blant annet:

• Ikke‑hermitiske elementer (Science Advances 10.5, 2024)
• Innstillbare kvartbølgetplater (Nature Communications 13.1, 2022)
• Varifokale linser (Optics Letters 47.5, 2022)
• Bryterbare meta‑gitter (Science Advances 7.26, 2021)
• Optimaliserte fabrikasjonsprosesser for metasurfaces i MEMS‑fabrikker (Nanomaterials, 2023)

Forhåndsdefinerte SERS‑overflater

Utformingen av SERS‑substrater (Surface‑Enhanced Raman Scattering) har direkte innvirkning på forsterkning og sensitivitet i Raman‑signalet.

Ved å optimalisere størrelse, form og plassering av nanostrukturer skapes «hotspots» med kraftig forsterket elektromagnetisk felt. Dette muliggjør deteksjon av selv svært små mengder analytt og gjør SERS til et svært kraftig verktøy innen kjemisk og biologisk sensing.

Med UV‑nanoimprint‑litografi fremstiller vi forhåndsdefinerte SERS‑nanomønstre som gir høy repeterbarhet, lave kostnader og høy gjennomstrømning.

Vi bruker disse SERS‑substratene blant annet til overvåking av vannkvalitet, men teknologien har også potensial innen miljømåling, medisinsk diagnostikk og kjemisk deteksjon.

IR‑kilder

Vi har arbeidet med silisiumbaserte termiske IR‑kilder siden 1970–80‑tallet og produserer i dag flere varianter for industrielle kunder innen gassdeteksjon.

Nyere forskning har fokusert på å drastisk redusere energiforbruket og gjøre IR‑kildene mer retningsstyrte.

Småskala produksjon

Som Norges eneste komplette og uavhengige forsknings- og produksjonslinje for silisiumbrikker fungerer SINTEF MiNaLab som både FoU‑laboratorium og pilotlinje for industriell småskalaproduksjon.

MiNaLab dekker hele kjeden fra idé til ferdig produkt og støtter en «lab‑til‑fab»-strategi.

Vi leverer en rekke komponenter til både norske og internasjonale bedrifter, inkludert over 300 000 trykksensorer til luftfartsindustrien og mer enn 180 000 stråledetektorer til vitenskapelige instrumentprodusenter.

Produksjonslinjen håndterer i dag 150 mm wafere med fokus på silisiumsensorer og ‑aktuatorer, inkludert mikro‑optikk og PIC, MEMS, silisium‑stråledetektorer samt medisinske sensorer og bioMEMS.

Driften er sertifisert etter ISO 14001, ISO 9001 og ISO 45001.

Lisensieringsmuligheter

Vi har sikret sentrale IP‑rettigheter knyttet til vår teknologiportefølje. Ta gjerne kontakt dersom du ønsker å diskutere lisensieringsmuligheter.

Kontakt

Vi eksisterer for samarbeidende forskning og vurderer kontinuerlig nye anvendelsesområder.

Ta gjerne kontakt dersom du har en idé til et samarbeid du ønsker å diskutere!