Diamant etsad med ny metod visar tidigare okända himlakroppar
Diamant har många egenskaper som gör det till ett intressant material för olika optiska lösningar. I sin avhandling beskriver Pontus Forsberg hur han tillsammans med kollegor tagit fram en metod för att etsa i diamant med stor precision. Med den nya metoden har de sedan tagit fram ett astronomiskt instrument som redan gjort det möjligt att observera en tidigare okänd röd dvärgstjärna.
Den största delen av världens diamantproduktion används idag för olika industriella tillämpningar. För optik är diamant intressant eftersom det har ett högt brytningsindex och är transparent för nästan alla våglängder från ultraviolett och upp. Men eftersom diamant är så hårt och kemiskt stabilt så är det ett ganska svårt material att forma som man vill.
Arbetet bakom Pontus Forsbergs avhandling har syftat till att förbättra metoderna för
etsning av mikrostrukturer i diamant samt att demonstrera praktiskt användbara
mikrostrukturer. Tillämpningarna innefattar bland annat så skilda områden som detektion av specifika proteiner och avbildning av planeter kring andra stjärnor.
Dagens stora teleskop har tillräcklig upplösningsförmåga för att se en planet i omlopp kring en stjärna långt bortom solsystemet. Närheten till en ljusstark stjärna gör det dock mycket svårt att urskilja det svaga ljuset från planeten.
För att göra det möjligt att observera sådana planeter har Pontus Forsberg och Mikael Karlsson på Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet tillsammans med forskare från universitetet i Liège i Belgien och European Southern Observatory (ESO) utvecklat en ny sorts koronagraf, baserad på mikrooptik i diamant. Denna optiska komponent kräver djupt etsade gitter (en uppsättning parallella skåror) med en precision på mindre än en tiotusendels millimeter. En metod för att kunna etsa sådana gitter i diamant har tagits fram i renrummet på Ångströmlaboratoriet. Gittren har etsats på båda sidor av tunna diamantskivor, 1-2 cm i diameter och 0,3 mm tjocka.
Den nya koronagrafen har installerats i ESO:s Very Large Telescope (VLT) i Chile och i Large Binocular Telescope (LBT) i Arizona.
– Redan i de första testen har man kunnat se en sedan tidigare känd planet kring stjärnan Beta Pictoris och en tidigare okänd röd dvärgstjärna i omlopp kring en ljusstark vit stjärna (HD4691) 200 ljusår bort, vilket visar att komponenten fungerar som den ska. Det ska bli mycket spännande att se vad astronomerna kan hitta med den, säger Pontus Forsberg.
Här finns avhandlingen Diamond Microfabrication for Applications in Optics and Chemical Sensing.
