1. Opdrachtgever: VOXX communcatie
Zeer zuinig, zeer goedkoop en stukken kleiner gaan hand in hand met optische chips.
Meetsystemen die soms een half lab vullen, passen met geïntegreerde optische schakelingen op
een picknicktafeltje of verdwijnen zelfs in een jaszak. XiO Photonics timmert al jaren aan de weg
met zijn licht manipulerende chips. Het Enschedese bedrijf heeft een bibliotheek vol met
fotonische bouwstenen en maakt applicaties voor onder meer de medische- en voedselindustrie
en de Life Sciences.
XiO Photonics hielp onlangs een bedrijf uit de brand dat kampte met een tamelijk complexe
meetopstelling. Een speciale biosensor met een bloedmonster werd successievelijk vanuit vier
hoeken belicht. Daarvoor switchte het bedrijf tussen vier laserbronnen.
Met een van de chips uit de bibliotheek van Xio Photonics zijn er nu drie bronnen verdwenen. De
chip is gekoppeld aan slechts één laserbron en heeft een optische schakelaar die opereert als een
soort verkeersagent. Die bepaalt welke afslag het laserlicht neemt. De vier uitgangen van de chip zijn
gekoppeld aan de biosensor, zodat het licht op het juiste moment onder de correcte hoek invalt op
het bloedmonster.
De meetopstelling kromp nog een stuk verder in door een andere applicatie waarmee XiO Photonics
hoge ogen wil gooien: een piepkleine chip waarmee het licht van de laser is te stabiliseren,
eenvoudigweg door hem achter de laserbron te hangen. Dat gebeurt nu nog wereldwijd met een
grote doos elektronica. De meetopstelling is met deze wijzigingen een stuk gebruiksvriendelijker,
handzamer, robuuster en preciezer geworden.
De aanpak illustreert de fundamenteel andere denkwijze als het gaat om het transport van licht van
de bron naar de plek waar een onderzoeker of technicus het hebben wil. Hiervan kunnen
onderzoekers in de life sciences, artsen of biofysici profiteren. Neem bijvoorbeeld de confocale
microscopie, een decennia oude techniek om met laserbronnen een haarscherp 2- of 3D beeld te
krijgen van een sample, bijvoorbeeld een stukje weefsel of voedsel. Het licht van de laserbron(en)
wordt nu nog vaak op de klassieke manier gemanipuleerd met bouwstenen als lenzen, prisma’s, en
halfdoorlatende spiegels. Laserstralen worden met dit soort bouwstenen ook samengevoegd, of juist
gesplitst. De weg van de laserbron naar het monster is daarmee lang en omslachtig, de
meetopstelling ruimte- en energievretend. De gevoeligheid van de opstelling voor trillingen is vaak
groot, verplaatsing meestal uitgesloten.
Deze beperkingen spelen bij geïntegreerde optische schakelingen niet of nauwelijks. Miniaturisering
is hier weer het sleutelwoord: de fotonische optica weet al deze bouwstenen te integreren in chips
met een honderd maal zo klein oppervlak . In de chips zijn laserstralen te manipuleren, bijvoorbeeld
door ze van koers te laten veranderen, te focusseren, te combineren, of juist te splitsen. XiO
Photonics heeft onder meer een klein en plat plug and play doosje ontwikkeld dat tot 8 verschillende
golflengtes kan samenvoegen, en met glasvezelkabels is te koppelen aan andere optische
componenten. Met spiegels en prisma’s is dit samenvoegen een vrij complexe aangelegenheid. Door
lichtmanipulatie op eenvoudig koppelbare chips, is confocale microscopie een stuk robuuster,
preciezer, kleiner, mobieler en dus gebruiksvriendelijker dan klassieke technieken. Au fond is vrijwel
elke microscopische techniek, bijvoorbeeld endoscopie of fluorescentie, op deze manier te
miniaturiseren.

2. XiO Photonics doet op dit moment ook onderzoek naar het verbeteren van het head-updisplay in de
auto, een techniek die zo langzamerhand gemeengoed is geworden. Hierbij worden de meters en
cijfers in het dashboard op de voorruit geprojecteerd. Dit is voor weggebruikers een stuk veiliger
omdat ze hun ogen zo voortdurend op de weg gericht houden. De techniek hierachter is al voor een
groot deel gebaseerd op fotonische optica. De meters en cijfers op het dashboard zijn op te delen in
gekleurde pixels die bestaan uit een combinatie van rood, groen en blauw. Elke pixel wordt omgezet
in een laserstraal met een bepaalde hoeveelheid rood, groen en blauw. Met behulp van een
roterend spiegeltje en elektronica worden de laserstralen successievelijk pixel voor pixel razendsnel
op de voorruit geprojecteerd. In deze techniek is een lens niet meer nodig: het beeld op de voorruit
is altijd in focus.
Toch valt er nog een slag te maken. De huidige systemen zijn hybride: ze combineren rode, groene en
blauwe laserstralen met spiegels en prisma’s. Met een beam combiner van XiO Photonics, pakt het
head-up display een stuk kleiner uit en is het robuuster en kosteneffectiever.