Morgunblaðið - 01.09.1991, Síða 10

10
MORGUNBLAÐIÐ SUNNUDAGÚR 1. SEPTEMBER 1991
Róbert Magnússon, íslenskur verk-
fræðiprófessorí Texas, hefur
sótt um einkaleyfi ó uppgötvun sem
gæti flýtt öllum framförum í leisertækni
NÝRRAR TÆKNIALDAR
eftir Pétur Gunnarsson.
Mynd: Þorkell Þorkelsson
DR. RÓBERT Magnússon, ís-
lenskur prófessor í rafmagns-
verkfræði við Texasháskóla í
Arlington, hefur sótt til einka-
leyfisstofnunar Bandaríkjanna
um skrásett einkaleyfi á nýrri
tækni við gerð ljóssía sem nota
má til að fá fram hreinni leiser-
geisla en nú er unnt og gætu
-svo eitthvað sé nefnt- bæði gert
kleift að stórauka það magn upp-
lýsinga sem unnt er að flytja um
ljósleiðara og aukið möguleika
til notkunar leisergeisla við
skurðlækningar. „Eg þori ekki
að fullyrða að þetta leiði til þess
að eftir þrjú ár verði Ieisergeisl-
ar orðnir betri en í dag en líkurn-
ar á því eru góðar,“ sagði Ró-
bert í samtali við Morgunblaðið.
óbert Magnússon hefur
starfað við Texas-
háskóla í Arlington
frá árinu 1984 er
hann var ráðinn til að
koma á fót leiserfræð-
iskor (electro-optics)
við 1.300 nemenda
rafmagnsverkfræðideild þessa 25
þúsund nemenda skóla. Hann hafði
þá um 5 ára skeið starfað sem raf-
magnsverkfræðingur hjá RARIK í
Reykjavík en áður gegndi hann
lektorsstöðu við Georgia Tech há-
skóiann, þaðan sem hann lauk dokt-
orsprófi árið 1976. í námi sínu sér-
hæfði Róbert sig í stærðfræðilegri
heilmyndun (hólógrafíu) og hefur
síðan einkum unnið að rannsóknum
á því sviði.
Til rannsókna Róberts og aðstoð-
armanna hans hafa undanfarin ár
runnið tugmilljóna framlög meðal
annars frá vísindaráði Texasfylkis,
vísindaráði alríkisstjórnarinnar í
Washington og frá bandarísku
geimvísindastofnuninni, NASA.
Róbert segir að í bandarískum há-
skólum sé lögð meiri áhersla á það
en víðast annars staðar að prófess-
orar sinni ekki aðeins kennslu held-
ur séu skapandi, stundi rannsóknir
og fínni nýjungar sem nýst geti
atvinnulífinu og almenningi enda
sé arðsemin ótvíræð. Hann vitnar
til bandarískrar könnunar sem leitt
hefur í ljós að um þriðjungur allra
starfa í framleiðslugreinum í
Bandaríkjunum eigi rætur að rekja
til tækni sem fundin hefur verið
upp á síðustu 25 árum.
Grunnur að tækni næstu aldar
Á sérsviði Róberts hafa framfar-
ir verið mjög örar og verið er að
leggja grunn að tækni næstu aldar.
Meðai þess sem er innan seilingar
þessara sérfræðinga eru sjónvarp-
móttakarar sem yrðu á stærð við
eldspýtustokk, notuðu svipaða orku
o g vasatöl va og gætu gert venjuleg
sjónvarpstæki úrelt með því að
varpa myndum á næsta vegg eða
hvaða sléttan flöt sem vera skal.
Dr. Róbert Magnússon.
Róbert varast að taka of djúpt í
árinni þegar spurt er út í hagnýta
möguleika þeirrar nýju tækni sem
hann og samstarfsmenn hans hafa
sýnt fram á en neitar því ekki að
mögulegt sé að hún flýti verulega
fyrir því að slíkur búnaður líti dags-
ins ljós, þar sem þessi uppfinning
virðist geta að koma að gagni við
að móta ljósbylgjur.
Þær síur sem hingað til hafa
verið notaðar byggjast á því að
setja saman örþunn lög af glerefn-
um með ákveðinn ljósbrotsstuðul,
ekki ósvipað og við framleiðslu á
myndavélalinsum og gleraugum til
að minnka endurkast. Þessi fram-
leiðsla krefst mikillar nákvæmnis-
vinnu sem er unnin við hátt hita-
stig og í lofttómi.
„Þetta byggist á klassískri raf-
segulfræði, hinum svokölluðu Max-
well’s-jöfnum og sú teoría er einnig
grundvöllurinn að okkar niðurstöð-
um,“ sagði Róbert. „Stærðfræði-
lega eru þessar venjulegu síur miklu
einfaldari og ekki mikið mál að fá
einfaldar lausnir út úr því dæmi.
Menn fóru að skilja þá hluti um
síðustu aldamót, löngu áður en
tæknin komst á það stig að hægt
væri að hefja þá framleiðslu sem
er öflugur iðnaður í dag. En mín
ljóssía er miklu flóknara stærðfræð-
ilegt dæmi, svipað og í heilmyndun,
með breytilegum ljósbrotsstuðli.
Mínar síur eru mótaðar hornrétt á
þessar klassísku.
Nákvæmni upp á nanómetra
„Með venjulegum síum þarf ótal-
mörg lög af glerefnum til að ná
sama árangri og með einu lagi af
minni síu. Sía sem er 1 míkrómetri
á þykkt getur komið í stað síu sem
er 100 míkrómetrar á þykkt. Þær
verða þunnar og ekki viðkvæmar
fyrir hitabreytingum og fram-
leiðslukostnaðurinn virðist ætla að
verða sáralítill miðað við það sem
verið hefur, kannski 10-15 dollarar
á stykkið."
„Þetta er í grundvallaratriðum
ný tækni. Nýrri tækni fylgja ný
vandamál og eitt þeirra er að ná-
kvæmnin þarf að vera upp á 1 nanó-
metra. Bylgjulengd sýnilegs ljóss
er hálfur míkrómetri, nanómetri er
þúsund sinnum minni. Nanótækni
er í gangi í dag í fjölmörgum rann-
sóknastofum og ég er núna að koma
mér í samband við menn sem ráða
yfir þeirri tækni. Við þurfum ekki
nanótækni til að sýna fræðilega
fram á okkar uppfinningu en þurf-
um við á henni að halda til að koma
þessu í fjöldaframleiðslu."
Byggist á heilmyndum
En hver er forsaga þess að þessi
uppgötvun var gerð? „Eg hef unnið
við þessa stærðfræðilegu frum-
myndasmíð á heilmyndum og til-
raunum í sambandi við það síðan
ég skrifaði doktorsritgerð. Þá voru
tölvur afkastaminni en í dagþannig
að einfalda varð kenningarnar en
1987 tókst mér að leysa nákvæm-
lega, án nálgunar, jöfnu sem búið
var að leiða út fyrir löngu. Ég lagði
doktorsnema fyrir það verkefni að
byggja á þessu og reikna og skilja
nákvæmlega hvað gerist í samspili
ljóss við heilmyndir. Þetta leit út
fyrir að ve'rða að mestu fræðileg
vinna, stærðfræði og forritun á tölv-
um en ekki mikið um tilraunir. Þeg-
ar við vorum komnir vel á veg með
þetta kom fram í útreikningunum
það sem við héldum að væri talna-
legur óstöðugleiki, þótt við hefðum
ekki átt von á slíku.“
„Við fórum að einangra þetta
fyrirbrigði með nákvæmari útreikn-
ingum og komumst að því að það
var regla á þessari óreglu og að
við vorum að sjá nákvæmt samspil
af eigin tíðni ljósleiðara og heil-
myndar. Ég sá strax að þetta gæti
haft mikið notagildi. Með því að
nýta þessa eigintíðnisveiflu væri
komin alveg ný tegund af síum.
Það kom svo á daginn.“
Eins árs vinna við undirbúning
einkaleyfisumsóknar
„Forsvarsmenn háskólans tóku
þessu strax tveim höndum og settu
í gang vinnu við að sækja um einka-
leyfí, án þess að heimta frekari
rannsóknir og gögn eins og oftast
er gert ef hugmyndum er ekki á
annað borð hafnað. Við skrifuðum
grein í fræðirit þar sem við gerðum
grein fyrir grunneðlisfræðinni á bak
við þetta en við höfum ekki enn
gert grein opinberlega fyrir ýmsum
hagnýtum atriðum sem þarf til að
geta búið til síuna.“
Róbert segir að nú þegar einka-
leyfisumsóknin hafi verið lögð inn
eftir meira en árs undirbúning af
hálfu fjölmargra aðila og allir hags-
munir séu tryggðir muni hann snúa
sér að því að gera opinberlega grein
fyrir uppfinningunni, bæði með
greinum í fræðirit og með fyrir-
lestrahaldi á ráðstefnum á næstu
mánuðum. „í nóvember flyt ég fyr-
irlestur á stórri ráðstefnu í San
Francisco þar sem verða þúsundir
manna úrþessum iðnaði. Þar ætla
ég í fyrsta skipti að gera nákvæma
grein fyrir þessu. Ég býst við að
þetta mun vekja mikla athygli og
er sannfærður um að fjölmörg fyrir-
tæki eiga eftir að sýna áhuga á að
vinna með okkur að þeirri þróunar-
vinnu sem framundan er. Frá okkar
sjónarhóli væri best að geta unnið
í samvinnu við stórt fyrirtæki að
því að hanna frummyndina."
Meginreglan er fundin
og hún stendur
Róbert kveðst reikna með niður-
stöðum frá sérfræðinganefnd eink-
aleyfísstofnunarinnar á næstu 4-6
mánuðum. Hánn segist allt eins
búast við því að þurfa að gera ná-
kvæmari grein fyrir einstökum atr-
iðum en fræðilega segist hann sjálf-
ur ekki sjá neitt það sem stofnunin
gæti byggt synjun á.
En hvað telur hann að verði langt
í að þessi upfinning hans verði kom-
in á framleiðslustig og jafnvel farin
að gera framleiðslu nýs hátækni-
búnaðar mögulega?
„í lok nóvember ættum við að
vera komnir með samning við ein-
hverja aðila þannig að eftir það
verðum við að átvennum vígstöðv-
um. Ég held að við verðum búnir
að sýna fram á þetta í tilraun innan
árs, eða að minnsta kosti búnir að
skilja á hveiju strandar. Égþori
ekki að fullyrða að þetta leiði til
þess að innan við þijú ár verði kom-
in fram betri leisertæki og -tól en
við höfum í dag en ég fullyrði að
líkurnar eru góðar. Ef til vill munu
þessar niðurstöður nýtast öðrum
sem eru að vinna á þessu sviði og
þannig orðið skref í þá átt að færa
okkur hreinni leiser. Því hreinna
sem ljósið er því betur er hægt að
fókusera það og því betur getur það
nýst til dæmis sem tæki til smásjár-
skurðlækninga. Annað svið þar sem
ég held að þetta geti haft gífurlega
mikið notagildi fyrir er fjarskipti
með ljósboðum. Því hreinni sem
geislinn er því meiri upplýsingar er
unnt að senda um lengri veg og
með meiri hraða en áður. En hvað
sem verður þá er þessi meginregla
komin fram og hún mun standa
fyrir sínu,“ sagði dr. Róbert Magn-
ússon.