Izveidojot Nanofotonikas zinātnisko laboratoriju, Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultātes Fotonikas, elektronikas un elektronisko sakaru institūta pētnieku grupa asociētā profesora Toma Salgala vadībā sāk nanofotonikas un nanostrukturētās optoelektronikas pētījumus.
«Mans un komandas pētījumu virziens ir nanofotonika un nanostrukturētā optoelektronika. Nanofotonika ir fundamentālā zinātne, bet optoelektronika – lietišķā zinātne ar plašu lietojumu kā klasiskajās telekomunikāciju, tā nākotnes kvantu sakaru sistēmās. Attīstot fundamentālo zinātni, mēs rodam jaunas iespējas arī lietišķajā plaknē, kas pēcāk rezultēsies inovatīvos produktos un pakalpojumos sabiedrībai,» uzsver T. Salgals.
Jaunās laboratorijas zinātnieki pēta gaismas un vielu mijiedarbību nanomērogā, lai atklātu jaunus optiskos efektus, ko pēcāk izmantot inovatīvu un efektīvu informācijas pārraides, apstrādes un glabāšanas sistēmu un to elementu izstrādē. T. Salgals skaidro optisko efektu pētīšanu, gaismas kontroli un manipulēšanu nanomērogā: «Fokusējam optisko starojumu caur lēcu uz, piemēram, vatrīta daļiņām, mikrosfērām, varam pielikt klāt arī citus materiālus vai vielas, un pētām gaismas izplatību, absorbciju, emisiju un citu efektu iedarbību ar daļiņām. Varam daļiņas uzlikt arī, piemēram, uz silīcijas fotonikas mikročipa un pētīt, kā mainās gaismas izplatīšanās optiskajā čipā.» Šiem pētījumiem ir daudzsološs lietojums, kā saka T. Salgals, «fundamentāls pamats visam, kas šajās telpās, Šķiedru optikas pārraides sistēmu laboratorijā, notiek, – efektīvai ātrgaitas sakaru, kvantu, fotonikas mikročipu tehnoloģiju attīstībai un darbībai.»
Nanofotonikas laboratorija aprīkota ar pirmo zinātnisko iekārtu – optisko pinceti –, ko no speciālām komponentēm izveidojuši pētnieki paši. Tā atrodas norobežotā telpā, lai mazinātu putekļu un citu daļiņu piekļūšanu, un novietota uz pneimatiskā galda, kas savukārt ierobežo vibrācijas ietekmi uz pētījumiem. Jebkura mazākā vibrācija telpā būtiski ietekmē pētnieku darbu, jo viņi strādā ar ļoti neliela – nanometriska – izmēra iekārtām.
Optiskā pincetes sastāvdaļas un ārējās vides ietekmes mazināšanas aprīkojums iegādāts ar RTU Zinātnes atbalsta fonda atbalstu.
Plānots, ka laboratoriskais aprīkojums tiks arvien papildināts, lai pētītu un attīstītu jauna veida materiālu – metamateriālu – izmantošanu telekomunikācijās. Metamateriāli ir atsevišķa materiālu klase, kuru īpašības nosaka nevis to ķīmiskais sastāvs, bet gan mikrostruktūra.
Jaunās laboratorijas vadītāja T. Salgala ceļš zinātnē ir straujš. Viņa līdzšinējie pētījumi saistīti ar šķiedru optiskajiem sakaru tīkliem un tehnoloģiju izpēti un izstrādi, lai nodrošinātu ātrdarbīgu platjoslas interneta savienojumus, datu centru starpsavienojumus. Promocijas darbu viņš aizstāvēja 2022. gada rudenī, 2023. gadā rudenī saņēma balvu «RTU Gada jaunais zinātnieks 2023» un nodibināja laboratoriju, sākot līdz šim universitātē nebijušu pētījumu virzienu. Viņa komandā šobrīd strādā četri jaunie un topošie pētnieki, tostarp ārvalstu doktorants, kuri pārņem gan T. Salgala zināšanas, gan dodas tās pilnveidot ārvalstīs pie nozares vadošajiem zinātnes un industrijas spēlētājiem.
«Nanofotonika ir mugurkauls visam, ko izmantojam fotonikā mūsdienās, taču šajā jomā pasaulē ir maz speciālistu. Ar lielākajiem no tiem jau sadarbojamies. To, ka viņu darbs ir ļoti nepieciešams, apliecina augsti citētas publikācijas vadošajos nozares zinātniskajos žurnālos,» stāsta asociētais profesors, kurš šovasar kopā ar kolēģiem dosies uz Austrāliju, lai liktu pamatu sadarbībai ar pasaulē vadošajiem jomas pētniekiem no Austrālijas Nacionālās universitātes. T. Salgals Austrālijā piedalīsies arī starptautiskajā optoelektronikas un komunikāciju konferencē OECC (Opto-Electronics and Communications Conference).
Mikročipu tehnoloģijas ir viena no RTU zinātnes izcilības iniciatīvām ar augstu pievienoto vērtību tautsaimniecībai. Pasaules zinātnes un uzņēmējdarbības vides interesi par RTU ir sekmējis Fotonikas, elektronikas un elektronisko sakaru institūta zinātnieku veikums silīcija fotonikas čipu attīstībā, tajā skaitā vairāki pasaules rekordi datu centru starpsavienojumu tehnoloģijās.
Eiropas Savienības (ES) Mikročipu akts paredz, ka katrā dalībvalstī nepieciešams izveidot pusvadītāju kompetenču centru, tā sekmējot ES suverenitāti un lielā mērā pašapgādi pusvadītāju tirgū. RTU stratēģiskais mērķis ir ne tikai nodibināt pusvadītāju kompetenču centru, bet iet soli tālāk un RTU paspārnē izveidot mikroshēmu dizaina un testēšanas laboratoriju. Tā apkalpotu mikroshēmu ražotājus – gan globālos, gan vietējos. Dizaina un testēšanas posms mikroshēmu vērtības ķēdē šobrīd veido apgrozījuma lielāko daļu, un Latvijai šajā jomā ir unikālas priekšrocības attiecībā pret tuvākajiem kaimiņiem – kompetenti speciālisti un sagatavotas tehnoloģijas.
