Onderzoekers van de Universiteit van Michigan hebben een nieuw type gloeilamp ontwikkeld. Dankzij het nauwkeurige ontwerp van de gloeidraad zelf kan deze lamp elliptisch gepolariseerd licht (gedraait licht) uitzenden en is hij 100 keer helderder dan eerdere methoden. Dit nieuwe ontwerp helpt het begrip van de basisfysica te verbeteren en effent de weg voor robotische vision-systemen en andere geavanceerde technologische toepassingen.
Volgens de onderzoekers kan gedraaid licht worden gemaakt met dezelfde technologie als de eeuwenoude Edison-gloeilamp (filamentlamp). Gedraaid licht plant zich voort in een spiraalvormige baan door de ruimte. Deze eigenschap, "chiraliteit" genaamd, kan objecten onderscheiden op basis van de unieke lichtvervorming die het object uitzendt of reflecteert. Gedraaid licht is belangrijk in geavanceerde beeld- en sensortechnologieën, en helpt zelfrijdende auto's of robots om onderscheid te maken tussen objecten in de omgeving.
Traditioneel was het moeilijk om vervormd licht te produceren vanwege de lage helderheid. Deze keer hebben de onderzoekers dit probleem opgelost door een klassiek concept opnieuw te bekijken: zwartelichaamsstraling.
De basiswetten van de natuurkunde stellen dat alle objecten fotonen uitzenden zolang de temperatuur boven het absolute nulpunt ligt. Sommige objecten absorberen echter evenveel fotonen als ze uitzenden, een fenomeen dat zwartelichaamsstraling wordt genoemd.
Zwartelichaamsstraling zendt gewoonlijk een breed spectrum aan licht uit en lijkt wit voor het menselijk oog. De vorm van de emitter op microscopische of nanoschaal kan echter de polarisatie van het licht veranderen, dat wil zeggen de richting van de oscillatie. De onderzoekers ontdekten dat wanneer de emitter wordt gedraaid op een schaal die vergelijkbaar is met de golflengte van het uitgezonden licht, de resulterende zwartelichaamsstraling chirale straling wordt en de fotonen worden gedraaid.
De onderzoekers zeggen dat dit de eerste keer is dat zo'n helder, gedraaid licht is gecreëerd. Ze verwachten dat robots en zelfrijdende auto's met behulp van gedraaide lichttechnologie zullen worden uitgerust met sensoren met visuele mogelijkheden, zoals bidsprinkhaankreeften, die verschillende soorten gedraaid licht kunnen onderscheiden. Zo kunnen de unieke lichtvervormingen die door verschillende materialen worden uitgezonden, worden gebruikt om obstakels of organismen te identificeren.
Dit verdraaide licht kan ook andere beeldtechnologieën verbeteren, bijvoorbeeld voor nauwkeurigere medische diagnoses en materiaalkundige beelden. Daarnaast is het van groot belang voor de verbetering van communicatiesystemen.
