PREIN – Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaiva

Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaiva (PREIN) on yksi kuudesta Suomen Akatemian rahoittamasta osaamiskeskittymästä, jotka edustavat tieteenalansa huippua ja yhteistyötä yli organisaatiorajojen. PREIN keskittyy valoon perustuviin teknologioihin ja niiden sovelluksiin. Fotoniikka on keskeisessä roolissa tietoliikenteessä, biolääketieteissä, energia- ja ympäristötekniikassa, valmistustekniikassa ja kuluttajatuotteissa.

Korkeatasoisella tutkimuksella ratkaistaan yhteiskunnan haasteita

Suomen Akatemian rahoittama lippulaivaohjelma tarjoaa täysin uuden tavan toteuttaa tutkimus-, kehitys- ja innovaatiopolitiikkaa Suomessa. Ohjelma tukee korkeatasoista tutkimusta ja siitä kumpuavaa laajaa vaikuttavuutta, jolla luodaan tulevaisuuden osaamista ja kestäviä ratkaisuja yhteiskunnan haasteisiin sekä edistetään taloudellista kasvua kehittämällä uusia liiketoimintamahdollisuuksia.

Fotoniikan toimijat samassa verkostossa

Fotoniikan lippulaiva PREIN keskittyy monitieteiseen tutkimukseen, kehittäen uusia innovaatioita yritysten ja yhteiskunnan hyödynnettäväksi. PREIN-lippulaiva on konsortio, jonka osapuolina ovat Tampereen yliopisto, Itä-Suomen yliopisto, Aalto-yliopisto ja VTT.

Konsortion kokonaistavoite on yhdistää kaikki toimijat, jotka vaikuttavat suomalaisessa fotoniikan ekosysteemissä. Näin syntyy verkosto, jonka toiminta kattaa koko polun perustutkimuksesta soveltavaan tutkimukseen ja sen jälkeiseen läpimurtoteknologioiden tuotekehitykseen ja kaupallistamiseen.

Fotoniikan tutkimuskärjet

PREIN kehittää valoon perustuvien teknologioiden sovelluksia muun muassa energiantuotannon, tietotekniikan ja ympäristöteknologian käyttöön. Lippulaivan organisaatioilla on toisiaan täydentävää osaamista aina nanomateriaalien tuottamisesta optisten komponenttien ja valonlähteiden kautta erilaisten instrumenttien ja integroitujen ratkaisujen toteuttamiseen.

Valonlähteet

Uudenlaiset tavat tuottaa valoa ja manipuloida sen ominaisuuksia ovat keskeisiä fotoniikan perustutkimuksen edistysaskeleita. Kehitämme uusia lähestymistapoja optisten kenttien keskeisten ominaisuuksien hallitsemiseksi.

Näitä ominaisuuksia ovat:

  • polarisaatio
  • koherenssi
  • ajallinen ja spektri
  • profiilispektri
  • paikannus ja lokalisointi.

Nanomateriaalit ja rakenteet

Uusien materiaalien ja rakenteiden kehittäminen on ratkaisevaa fotoniikan uusille innovaatioille ja sovellusten kehittämiselle sekä parantamiselle. PREIN tutkii uusien materiaalien ja rakenteiden ominaisuuksia sekä niiden integroituja arkkitehtuureja.
Kehittämiskohteet

  • optoelektroniset seokset
  • 2D-materiaalit
  • valoherkät materiaalit
  • plasmoniset nanorakenteet ja metamateriaalit
  • lyhyen ja keskipitkän aallon infrapuna- ja epsilon-nolla-nanorakenteet ja nanomateriaalit
  • materiaalien ja rakenteiden integrointi yhteensopiviin alustoihin

Laserit ja edistyneet valonlähteet

Laserit ovat keskeisiä valoon perustuvissa teknologioissa – lääkehoidoista ja biologisesta kuvantamisesta viestintään ja etämittauksiin. Kehitämme lasereita, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, sekä tietyille sovelluksille räätälöityjä lasereita. Näitä ovat esimerkiksi keski-infrapuna-superluminesoivat diodit, supercontinuum-lähteet sekä näkyvät ja lähi-infrapunasäteiset puolijohdelaserit.

Teknologiasovellukset

Kehitämme erilaisia teknologiasovelluksia, kuten kannettavia ja kertakäyttöisiä antureita varhaisdiagnostiikalle, älykkäitä aurinkosähkömoduuleja ekotehokkaaseen energiantuotantoon ja LIDAR-teknologiaa ympäristön ja teollisuuden seurantaan. Tutkimme myös uusia tieto- ja viestintätekniikan, laajennetun ja virtuaalisen todellisuuden sekä kvanttiteknologioiden käsitteitä ja komponentteja.