Optiset kuidut ovat modernin viestinnän näkymätön selkäranka – ne kuljettavat tietoa internetiin, matkapuhelinverkkoihin ja lukuisiin jokapäiväisiin teknologioihin. Vaikka piidioksidipohjaiset kuidut hallitsevat alaa nykyisin, niiden käyttö on rajoittunutta laajemmilla infrapuna-alueilla ja uusissa sovelluksissa, kuten edistyneissä sensoreissa.
Väitöstyössään Iuliia Kraskowski selvitti, miten hopeaoksidin lisääminen ja hopeananohiukkasten muodostaminen lasiin voivat auttaa ylittämään nykyisten optisten kuitujen rajoituksia. Hän keskittyi fosfaatti- ja telluriittipohjaisiin lasimateriaaleihin, jotka oli seostettu erbiumilla, harvinaisella maametallilla, jota hyödynnetään laajasti optisissa vahvistimissa.
Yksi tutkimuksen keskeisistä löydöksistä oli, että hopean lisääminen paransi merkittävästi fosfaattipohjaisten lasien lämpöstabiilisuutta ja mahdollisti niiden prosessoinnin optisiksi kuiduiksi. Telluriittilaseissa hallittu lämpökäsittely johti hopeananohiukkasten muodostumiseen, mikä muutti ja joissain tapauksissa vahvisti materiaalien luminesenssia sekä näkyvän valon alueella että infrapuna-alueella. Lisäksi Kraskowskin tutkimus osoitti, että natriumin korvaaminen hopealla telluriittilaseissa voi mahdollistaa tasomaisten aaltojohteiden valmistuksen ioninvaihtoprosessin avulla.
– Väitöstutkimukseni osoittaa, että hopea voi parantaa sekä optisten lasien prosessoitavuutta että niiden suorituskykyä. Tulokset luovat pohjaa tulevaisuuden tietoliikenne- ja anturilaitteiden kehittämiselle, Kraskowski sanoo.
Tutkimuksen merkitys liittyy sen potentiaaliin edistää tulevaisuuden fotoniikkateknologioiden kehitystä. Muokkaamalla lasin koostumusta ja nanorakennetta väitöstutkimus avaa uusia mahdollisuuksia kehittää materiaaleja, jotka eivät ole ainoastaan stabiileja ja helposti prosessoitavia, vaan myös optisilta ominaisuuksiltaan entistä parempia.
Iuliia Kraskowski toteutti väitöskirjatutkimuksensa Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa.
Väitöstilaisuus keskiviikkona 24. syyskuuta
Filosofian maisteri (tekniikka) Iuliia Kraskowskin väitöskirja fysiikan alalta “Engineering of thermally stable oxyfluorophosphate and tellurite glasses with enhanced spectroscopic properties for optical waveguide applications” tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa keskiviikkona 24.9.2025 klo 12.00 Kaupin kampuksella Arvo-rakennuksen auditoriossa F115 (Arvo Ylpön katu 34, Tampere).
Vastaväittäjinä toimivat dosentti Nadia Giovanna Boetti (Fondazione LINKS) ja professori Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez (Friedrich Schiller -yliopisto Jena). Kustoksena toimii professori Laeticia Petit Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.