Hyppää pääsisältöön
Tutkimus

Merkittävä rahoitus uudelle tohtorikoulutusverkostolle suuritehoisten pyörteisten valonsäteiden tutkimukseen

Julkaistu 20.11.2025
Tampereen yliopisto
Spatial intensity of a vortex beam generated from a multimode fiber and showing the characteristic X-pattern after a tilted-lens.
Kuva: Jiaq Li
Tampereen yliopiston koordinoima uusi tohtorikoulutusverkosto on saanut 4,4 miljoonan euron rahoituksen EU:n Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) -rahoitusohjelmasta. High-Power Optical Vortices (HiPOVor) -hankkeessa koulutetaan 15 tohtorikoulutettavaa kehittämään menetelmiä suuritehoisten optisten vorteksien eli pyörteiden tuottamiseen, vahvistamiseen ja soveltamiseen. Konsortion tavoitteena on nostaa pyörteiset valonsäteet avainteknologiaksi valon ja aineen vuorovaikutuksen hyödyntämisessä.

Optiset pyörteet ovat valonsäteitä, jotka sisältävät ratapyörimismäärää. Tämän ominaisuuden perusteella ne kiertyvät korkkiruuvimaisesti akselinsa ympäri. Ne avaavat uusia mahdollisuuksia erittäin tarkan materiaalinkäsittelyn, hiukkaskiihdytyksen, suurikapasiteettisen tietoliikenteen ja seuraavan sukupolven fotoniikkateknologioiden kehittämiseen. Ilmiön laajamittainen hyödyntäminen on kuitenkin ollut haastavaa, sillä luotettavia menetelmiä pyörresäteiden muodostamiseen ja niiden ominaisuuksien säilymisen varmistamiseksi ei ole yleisesti saatavilla.

HiPOVor-tohtorikoulutusverkoston tavoitteena on ratkaista nämä haasteet edistyneen tutkimuksen ja sektorirajat ylittävän koulutuksen avulla. Verkoston tohtorikoulutettavat kartuttavat osaamistaan koko innovaatioketjusta: he suunnittelevat komponentteja, tutkivat valon ja aineen vuorovaikutusta sekä kehittävät optisia vahvistimia ja käytännön sovelluksia. 

–  Tohtorikoulutusverkostomme muovaa seuraavan sukupolven fotoniikan tutkijoita ja innovaattoreita, kertoo yliopistotutkija Regina Gumenyuk, joka koordinoi hanketta Tampereen yliopistossa.

Gumenyukin mukaan verkosto vauhdittaa uusien optisten komponenttien ja tehokkaampien nanovalmistusprosessien kehittämistä. Ympäristöystävällisyys otetaan huomioon tukemalla siirtymää kiertotalouteen. Hankkeen odotetaan myös vähentävän haitallisten kemikaalien käyttöä sekä laitteistojen kokoa ja energiankulutusta hyödyntämällä edistyneitä teknologioita, jotka ennakoivat optisten pyörteiden käyttäytymistä.

–  Suuritehoiset pyörresäteet eivät ole ainoastaan kiehtovia perustutkimuksen näkökulmasta, vaan ne tarjoavat mullistavia mahdollisuuksia tarkkuusvalmistukseen ja korkean resoluution kuvantamiseen, lisää professori Goëry Genty Tampereen yliopistosta.

HiPOVor-verkosto kokoaa yhteen yliopistoja, teollisuuskumppaneita ja tutkimusorganisaatioita eri puolilta Eurooppaa edistämään yhteistyötä ja innovaatioita fotoniikan alalla.

Hanke käynnistyy virallisesti 1. tammikuuta 2026. Monitieteelliseen ja monialaiseen konsortioon kuuluu kahdeksan akateemista kumppania, jotka kehittävät hienorakenteisiin valonsäteisiin ja suurteholasereihin perustuvia teknologioita, maailman tehokkain laserjärjestelmä eli Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP) -tutkimusinfrastruktuuri, sekä yhdeksän teollisuuskumppania.

MSCA-rahoitusohjelma on EU:n Horisontti Eurooppa -puiteohjelman keskeisin rahoitusinstrumentti tohtorikoulutukseen ja tutkijoiden jatkokoulutukseen.