Optikk og laserfysikk

Gruppens aktiviteter omfatter utvikling av metoder innen bølgeforplantning, diffraksjon, spredning og strålingstransport med tanke på anvendelser innen design av optiske instrumenter, holografi, tomografi og optisk fjernmåling.

Holografi-eksperimenter ved bruk He-Ne-laser og sølv-halogen-baserte filmplater har vi arbeidet med lenge. Sammen med firmaet EPM Technology a.s utvikler vi en holografisk 3D-printer basert på AutoCad-bilder, som via en LCD-skjerm omformes til hologrammer. Vi bruker også bilder fra et digitalkamera til å fremstille multistereogrammer ved hjelp av 3D-printeren. Med denne teknikken kan vi lage hologrammer av store objekter, for eksempel personer i helfigur. Eksperimenter innen holografisk interferometri er et annet interessefelt, og vi har kontakt med kunstnere for fremstilling av spesielle refleksjonshologrammer. Diffraksjonstomografi (DT) skiller seg fra tradisjonell computer-tomografi ved at diffraksjons- og refraksjonseffekter utnyttes til å oppnå skarpe bilder med høy romlig oppløsning. Vi bruker DT-metoden til å rekonstruere brytningsindeksen i semitransparente objekter basert på data fra spredningseksperimenter.

Prosjektet "Medisinsk Ultralydtomografi" støttes av NFR gjennom et strategisk universitetsprogram innen instrumentering. Det langsiktige mål er å utvikle et instrument for brystkreftundersøkelser. Et aspekt går ut på å utvikle algoritmer for rekonstruksjon av brytningsindeksen i objekter som er omgitt av et absorberende multippelspredende medium, som for eksempel menneskelig vev. DT-forskningen utføres i samarbeid med Northeastern University og A.J. Devaney Associates, USA, samt NTNU og Norwave Development AS.

I prosjektet "Lys og liv i norske farvann" utvikler vi metoder for å undersøke sammenhengen mellom lys og liv i havet, herunder også fjernmålingsmetoder og teknologi. Prosjektet støttes av NFR's program for "Marine Ressurser og Miljø" og inkluderer samarbeid mellom fysikere og marinbiologer i Fairbanks (USA), Bergen, Oslo, Trondheim og Tromsø. Det langsiktige mål er å utvikle instrumenter og teknikker for å overvåke lysforhold og primærproduksjon i norske kystfarvann ved å kombinere in situ-målinger med strålingsmodellering og fjernmåling fra satellitt.

Prosjektet "Light and Life in Icy Arctic Waters" foregår i samarbeid med UAF (USA), NILU, NTNU og NFH/UiTø og støttes av NFR's program "Arktisk Lys og Varme". Her fokuseres det på å modellere vekselvirkningen mellom luft, is og hav ved å knytte sammen UAF/UiBs koblede strålingsmodell for atmosfære/sjøis/hav og NFH/UiTøs fytoplanktonmodell og å bruke den sammenknyttede modell til å analysere eksisterende data. Dessuten skal vi planlegge fremtidige optiske og biologiske målinger på basis av oppnådde modelleringsresultater.

Vårt arbeid innen diffraksjon og fokusering av elektromagnetiske bølger i dispersive, lagdelte eller anisotrope medier har mulige anvendelser i hypertermi og optisk datalagring. Arbeidet med å bestemme oppførselen til ultrakorte pulser ved diffraksjon eller fokusering i dispersive medier foregår i samarbeid med University of Vermont (USA). Design og rigorøs analyse av diffraktiv optikk utføres i samarbeid med University of Joensuu (Finland). her tar vi sikte på å bestemme gyldighetsområdet til approksimative designmetoder, samt utvikle rigorøse metoder for analyse av ikke-periodiske strukturer.