Lyser upp Terahertzgapet

Kristallerna på bilderna är av samma typ som tillverkades för Natoprojektet men ger andra våglängder.

Terahertzområdet ligger frekvens mässigt mellan milli metervågsområdet och ljus. Det kallas ofta för ”the Terahertz gap” eftersom det är förhållande vis outforskat. Fysikgruppen på KTH har varit med och utvecklat en avstämbar och förhållandevis billig ljuskälla för ett Nato fi nansierat Terahertzprojekt i Algeriet.

– Det har historiskt varit svårt att få fram ljuskällor och detektor i området men forskningsmässigt är det intressant, och det fi nns viktiga tillämpningar, säger Fredrik Laurell, professor i Tillämpad fysik på KTH.

Hans grupp har spetskompetens inom ickelinjära kristaller som kan användas för att fl ytta ljuset till önskat våglängdsområde inklusive terahertzområdet. – Området ligger mellan det man kan pressa upp elektroniken i och det man kan pressa ned frekvenserna i det optiska området till.

TERAHERTZOMRÅDET delar egenskaper med både fotonik och elektronik. Exempelvis kan man lysa genom plaster med terahertzvågor på samma sätt som med millimetervågor. Sedan ett antal år fi nns det säkerhetsbågar på fl ygplatser som med hjälp av millimetervågsteknik skannar eft er bland annat vapen. Eft ersom terahertzvågorna är kortare skulle det kunna gå att få bättre upplösning. 3 THz motsvarar 100 µm medan 60 GHz har en våglängd på 5 mm. – Man skulle kunna lysa in i en väska men också in i kroppen.

Men precis som för milli metervågor kan man inte se in i metaller.

En egenskap som terahertzområdet istället delar med ljuset är att det kan användas för att identifi era olika material, så kallad spektroskopi. Det blir visserligen inte så skarpa absorptionslinjer som i optoområdet, å andra sidan fi nns det resonanser man inte hittar där. – Det fi nns japanska grupper som jobbar med det här för att behandla cancer. De försöker hitta en resonans som ger absorp tion i cancercellerna men är transparent i övrig vävnad, säger Fredrik Laurell.

PRECIS SOM PÅ millimetervågsområdet går det att mäta både transmission genom ett objekt och refl ektionen. Men eft ersom olika ämnen har olika absorptionstoppar går det också att i viss utsträckning se vad det är för material vågorna passerat igenom genom att skanna frekvensen och sedan färgkoda resultatet för att underlätta tolkningen. – Man får ganska fi na bilder.

Gruppen på KTH utvecklar dock inte hela system utan ljuskällorna. I huvudsak är det olinjära kristaller som fl yttar frekvensen från lasrar i IRområde till THzområdet. – Våra kristaller är intressanta eft ersom de är eff ektiva för terahertzgenerering och så tål de mycket laserintensitet.

Ljuskällorna fungerar i viss mån likt en punktkälla, så energin sprids i en bred vinkel. – Det vanligaste är att använda paraboliska speglar som sen fokuserar energin på objektet som skall studeras. Det går också att använda linser men då gör man dem i tefl on. Gruppen har deltagit i ett Natoprojekt som avslutas i dagarna och som har gått ut på att bygga upp kunskap om terahertzteknik i Algeriet. – Nato vill knyta länkar till and ra länder, få igång samarbeten, säger Fredrik Laurell.

Pulsade IRlasrar pumpar de olinjära kristallerna där ett Ramanskift skapar nya våglängder som sedan blandas och ger THzsignalen.

TYVÄRR STOPPADE PANDEMIN eff ektivt möjligheten att resa till Algeriet, men inte att leverera ett system med kristaller som fl yttar ljuset till terahertzområdet.

Rent praktiskt skickar man in ljus från två lasrar med olika frekvenser i kristallerna. Skillnaden blir terahertzstrålningen. Om man har en fi x och en avstämbar laser går det dessutom att svepa frekvensen. Systemet ger frekvenser från 0,5 THz till ungefär 5 THz. – Man kan göra gittret så pass bredbandigt att det matchar över området.

Om man utgår från en pumplaser på 50 watt blir ut eff ekten, mätt som medel eff ekt, några mikrowatt. Det kan låta lite, men räknas som mycket på terahertzområdet.

PER HENRICSSON

per@etn.se

Gör UVljus med kristaller

Svenska Laserfabriken knoppades av från Tillämpad fysik på KTH år 2017 för att kommersialisera skräddarsydda laserlösning. Pandemin har dock satt verksamheten på sparlåga.

Konverteringen sker i två steg, först till grönt och därefter till UV.

– Vi fann att många relevanta projekt dog ut när forskningen gick vidare, men att det fanns exploateringspotential och kundnytta hos företag vi samarbetet med. Högskolan är inte riggad för att ta till vara alla bra projekt ta dem vidare till marknaden. Det är själva grundtanken, säger Staffan Tjörnhammar på Svenska Laserfabriken.

Han har doktorerat i laserfysikgruppen på KTH som specialiserat sig på att utveckla nya laserfysikkoncept. Det handlar bland annat om frekvenskonvertering med hjälp av ickelinjära kristaller där våglängden flyttas från ett område till ett annat genom att skicka in laserljuset i en eller flera kristaller med ett lämpligt valt gitter. Förutom Laserfabriken har forskningen även resulterat i Tailored Photons, ett avknoppningsbolag som designar och tillverkar ickelinjära kristaller.

Svenska Laserfabriken utgår dock från kommersiella kristaller som sätts ihop så att man får ut den önskade våglängden. – Exakt vilka kristaller som sitter i är en välbevarad hemlighet, det tjuvhåller vi på.

FÖRETAGET HAR bland annat tagit fram en prototyp som utgående från en laser för IRområdet skapar UVljus. Systemet utvecklades ursprungligen för ett forskningsprojekt kring materialbearbetning och är betydligt billigare än de kommersiella system som säljs idag.

Materialbearbetningen, oftast märkning, kan göras på allt från metaller, glaser och plaster till halvledarmaterial som kisel. Hur mycket material det går att avverka hänger ihop med vilken kvalitet man vill ha, och hur fort man förflyttar ljuset.

Att man vill ha UVljus beror på att många material har högre absorption för dessa våglängder plus att det går att fokusera laserstrålen till en mindre diameter.

FÖRUTOM ATT ANVÄNDA ljuset

erar även med 1064 nm. Om de går olika fort genom – 1030 nm blir 343 nm i UV materialet dras de isär vilket när vi konverterat, säger Staffan också måste hanteras om de ska Tjörnhammar. blandas. För att nå ner till UV måste – Vi har påbörjat en produkman frekvenskonvertera i tifieringsresa. Vi har byggt en flera steg vilket ökar svårighets prototyp som vi testar i labbmiljö graden. Dessutom är effekten på mot olika lasersystem. ljuset förhållandevis hög. för materialbearbetning passar – Det uppstår olika typer av systemet bland annat för olika termiska effekter med olika biologiska tillämpningar och svårigheter. Jag tittade mycket för litografisystem. Det senare på den typen av effekter på laserhänger samman med diffrak system i min avhandling. tionen där kortare våglängd ger En av hemligheterna är hur mindre diffraktion och därmed man fasmatchar kristallerna en smalare stråle. för att få en effektiv konverte– Sen tror jag vi kan få fram en ring. Risken är annars att ljuset hel del nya intressant tillämp konverterar tillbaka till den ning genom att tillgängliggöra ursprungliga våglängden. de här våglängderna. Det står – Det har att göra med dispermånga modlåsta lasrar runt om sionen, att brytningsindex är i världen som kan pimpas upp olika beroende på våglängden genom att hänga på en UVkon vilket skapar det här problemet, verteringsenhet. säger Staffan Tjörnhammar. Har man redan ett Utan att gå allt för djup i lasersystem skulle det problemet hänger det samman vara förhållandevis billigt med att det skapas övertoner vid att addera Laserfabrikens frekvenskonvertering, övertoner system som omvandlar som får olika hastighet genom det till UVljus. materialet. Företaget har utgått Ytterligare en sak att ta hänsyn Staffan från 1030 nm och 1040 till är att modlåsta lasrar skicka Tjörnhammar nm men tekniken fung ut ljuset som väldigt korta pulser.

INGEN AV DE SEX GRUNDARNA

lyfter lön, företaget har inte tagit in något kapital men har bland annat deltagit i KTH:s Innovation, ett program där forskare och studenter får hjälp att kommersialisera sina resultat. – Just nu är det inte så lätt att åka och prata med potentiella kunder men vi har en plan med företag som är i laserbranschen, som vi ska kontakta.

Steget därefter, om det blir napp, är frågan om var och hur tillverkningen ska ske.

PER HENRICSSON

per@etn.se

DE SEX GRUNDARNA:

Staffan Tjörnhammar

Fredrik Laurell

Carlota Canalis

Max Widarsson

Valdas Pasiskevicius

Andrius Zukauskas

Mäter gaser med lidar och laserspektroskopi

NeoLund är något så ovanligt som ett stiftelseägt utvecklings och konsultbolag specialiserat på optoelektronik. En hörnsten i verksamheten är att omvandla forskning från universitet till industriella plattformar som kan återanvändas för nya tillämpningar.

– Alla vi som är här är ingenjörer och forskare. Vi har varit på stora och mindre bolag men skillnaden är att vi är mer forskningsorienterade. Det fi nns mer utrymmer för att testa idéer, säger Can Xu som är teknikchef på NeoLund.

Företaget med sex anställda grundades så sent som 2017 och är ett dotterbolag till Norsk Elektro Optikk, Neo. Det Oslobaserade bolaget är i sin tur stift elseägt med cirka 40 anställda som arbetar med optoelektronik.

Kopplingen till universitetet i Lund är stark. Flera av de anställda har forskat och arbetat på Lunds Tekniska Högskola. Det avspeglas också i de två plattformar som är basen i NeoLunds verksamhet, en lidar och en utrustning för laserspektroskopi.

Det handlar dock inte om att utveckla optokomponenter som avstämbara lasrar eller fotodetektorer utan om avancerad elektronik med tillhörande mjukvara, det som gör att optokomponenterna kan prestera på topp. – Vi utvecklar block som kan återanvänds för helt nya tilllämpningar.

Verksamheten har hittills fi nansierats av Vinnovaprojekt, EUprojekt inom Eurostars och leveranser till den lokala teknikindustrin.

En mindre del av verksamheten är också konsultuppdrag. – Vi blir oft a uppringda när kunder med optiska system står inför stora ingenjörsutmaningar. Vissa har kanske köpt något optiskt system, andra har försökt utveckla själva och inte nått hela vägen, en tredje har anlitat någon annan och kanske fått in konsulter specialicerade inom andra områden vilket skapat följdproblem.

I många fall är utmaningarna likartade, hur ska man driva ljuskällan, styra temperaturen eller driva detektorn och samtidigt bibehålla maximal hastighet men med minimalt brus? – Genom att återanvända den kunskap vi vunnit kan vi hjälpa våra kunder att komma snabbt framåt, säger Can Xu.

En del av fi nansieringen kommer också från de norska ägarna. – Exakt hur stor varierar men fokus ligger på långsiktig forskning och utveckling. Genom att göra bra grejor och ta sig tid så kommer vinsterna däreft er.

NeoLund utvecklar avancerad elektronik med tillhörande mjukvara som får optokomponenterna att prestera på topp. Can Xu

FILOSOFIN AVSPEGLAS i det svenska dotterbolagets omsättning som gått från noll till 3,9 miljoner på tre år. – Det är först under andra halvan 2020 och i år som vi ser starka synergieff ekter.

Stommen i företaget är, som tidigare sagt, två teknikplattformar, en lidar och en för laserspektroskopi. Bägge baseras på koncept som utvecklats på universitetet till olika forskningsprojekt.

TDLAS, eller Tunable diode laser absorption spectroscopy, används för att detektera en viss

gas beroende på vilken våglängd lasern har men det går också att mäta koncentrationen, trycket och temperaturen i gasen. – Vi har fokuserat på att mäta på fall där man har begränsat med ljust och när ljuset är spritt.

De två Lundabolagen Gasporox och GPX Medical använder plattformen. Hos den förstnämnda används den i system för livsmedels och läkemedelsindustrin som mäter gasinnehållet i förpackningar. Men det kan också detektera läckage.

GPX Medical använder plattformen för att övervaka lungfunktionen hos för tidigt födda barn.

Tilläggas kan att GPX Medical har varit ett dotterbolag till Gasporox och att NeoLunds ägare fram tills nyligen var storägare i GPX Medical. – Vi är fortsatt inblandade och har ett gemensamt Vinnovaprojekt där vi hjälper till att ta fram plattformen för kommande produkter, säger Can Xu.

Optokomponenterna är standardprodukter inklusive lasern och fotodioden till detektorn.

– Det vi utvecklar är elektroniken för att driva lasern, temperaturstyrningen, samplingen av detektorn, att förstärka signalen liksom tillhörande mjukvara och algoritmer.

MÅLET ÄR ATT ALLTID säkerställa att komponenterna arbetar vid gränsen på vad fysikens lagar tillåter genom noggrant utformad elektronik, mjukvara och algoritmer. I slutändan är det alltid optokomponenterna som bestämmer brusgolvet och därmed gränsen för känsligheten.

Det fi nns konkurrerande lösningar för att mäta på gaser som dessutom är billigare. – De kräver kalibrering och att du underhåller ditt system regelbundet. Vi har ingen ambition att ge oss in på klassiska tilllämpningar utan för oss handlar det om riktigt svåra mätfall.

Dessutom är TDLAS enormt snabbt, det går att mäta på millisekundskala plus att tekniken är självkalibrerande.

Företagets lidarsystem använder inte den vanliga metoden med en pulsad laser som mäter tiden för refl ektionen att komma tillbaka, timeoffl ight. Istället är det en kontinuerlig laser där avståndet beräknas med hjälp av triangulering. – Du kan få en tidsupplösning och känslighet som inte går att jämföra. Ett väldigt tydligt exempel är att vi har mätt över motorvägar och kan upplösa utsläppen från varenda bil som åker förbi. Det är absolut omöjligt med timeoffl ight.

Precis som en klassisk lidar får man koncentrationen som funktion av avståndet. För att skapa en bild behöver man skanna i den riktning man vill mäta. Systemet är därför monterat på en plattform som kan vridas och lutas samtidigt. – Med timeoffl ight kan det ta fl era minuter medan vi kan göra det mycket snabbare, på bara någon sekund, säger Can Xu.

NeoLund har nyligen avslutat ett Vinnovafi nansierat projekt tillsammans med forskningsinstitutet Rise, energibolaget Vattenfall och institutionen för fysik på Lunds universitet. Projektet gick ut på att använda företagets lidar för att mäta på förbränningsprocesser i kraft verk och modellfl ammor. Lidarsystemet mäter på fl amman och levererar både tids och rumsupplösning av gaser och sotpartiklar. – Vårt system kunde sen en massa nya saker som en konventionell lidar inte kan. Dessutom är det enormt robust mot den miljö den befi nner sig i.

FÖR GASERNA BEHÖVER man välja rätt våglängd medan den exakta våglängden inte är superviktig för sotpartiklarna. Det går att titta på fl era gaser samtidigt men det blir snabbt komplicerat. – Det här är ett skolboksexempel på vad systemet kan användas till, gaser, partiklar, temperatur och även hastigheter genom Dopplerlidar.

Om man vill se det som en begränsning så kan NeoLunds lidar inte se längre upp i atmosfären än 10–15 kilometer. En konventionell lidar klarar upp till 50 kilometer eller ännu längre.

PER HENRICSSON

per@etn.se

Levererar mer

Det största urvalet av halvledare och elektroniska komponenter i lager, redo att skickas

mouser.se

► Ready, aquire, trigger – guide to better scope ► Measurements ► VNA: pulse measurements and analysis ► VNA: noise figure measurements ► VNA: signal integrity and deembedding ► How are SI, PI and EMI related to each other

Each webinar consists of a technical presentation, a practical demonstration and a Q&A session, where you have possibility to ask questions to our technical experts in a live situation.

A more detailed description of the content of each webinar is available on the registration page.

Sign up for our R&S webinars today!

Stiftelsen som stöttar

Adopticums passion är att hjälpa små och stora företag i norra Sverige att förstå och dra nytta av optisk mätteknik. De mindre stöttas genom en välplanerad innovationsmiljö. De större genom kommersiella uppdrag, men också innovationsprojekt samt matchning med teknikintensiva bolag som levererar en injektion nya lösningar för fortsatt konkurrenskraft.

–Vi hjälper företag att förstå vad optisk mätteknik är och att ta fram processförbättringar eller helt nya produkter och tjänster. Det genomsyrar allt vi gör, oberoende vilket ben vi står på, säger Maria Strand, vd på Adopticum.

När stiftelsen grundades för snart 13 år sedan var tanken att skapa ett kunskapscenter och en innovationsmiljö med ett labb dit företag kunde komma och testa sina idéer.

En mängd optiska sensorer köptes in, liksom skak och klimatanläggning. Ingen anställdes däremot för att driva verksamheten. – Ganska snabbt insåg man att det inte fungerade utan att vi behöver knyta kompetens till miljön.

Idag har stiftelsen sex anställda med kunnande inom både hårdoch mjukvaruutveckling. De stöttar från idé till prototyp eller färdig lösning, allt beroende av vad kunden vill.

Labbet är numera en av flera pusselbitar. Det uppgraderas i takt med att teknikutvecklingen pressar priset på nya avancerade sensorer. Här finns värmekameror, så kallade structuredlightsensorer som skapar 3Dgeometrier, lasrar, lidar och mycket annat. – Idag arbetar vi med filosofin att den kompetens som företagen behöver ska gå att finna hos oss. För att klara det har vi byggt upp ett brett nätverk.

Så om en specifik sensor saknas i labbet inför ett test går det oftast att låna den av leverantören. På samma sätt finns ett gediget underkonsultnätverk som kan kopplas in vid behov.

Den kommersiella verksamheten som stiftelsen erbjuder skiljer sig inte nämnvärt från vad traditionella teknikföretag gör – det handlar om att erbjuda tjänster mot betalning. Pappersbruket Smurfit Kappa i Piteå och sågverket Renholmen i Byske norr om Skellefteå är exempel på två typiska kunder genom åren.

Innovationsdelen är mer annorlunda. Här har stiftelsen genom året byggt upp en intressant verksamhet.

Maria Stand visar hur en structure light sensor (3Dsensor) installerad på en vanlig iPad fungerar genom att ta en bild på kollegan Kenth Johansson.

Mätteknik för ett Innovativt Näringsliv – delfinansierat av Tillväxtverket, som pågick 2016 till 2018. Inom OMIN skulle det gå snabbt och enkelt Maria Strand att få sin idé utvärderad. En enkel ansökningsmall lades upp på nätet. Ett företag behövde bara surfa in, fylla i mallen, skicka in svaret och inom tvåtre veckor få besked. – Vid positivt beskedet gick vi in med utvecklingstimmar så att företagen kunde testa sina idéer INNOVATIONSBYGGET bottnar i en utan att behöva betala, säger rejäl frustation för cirka sju år Maria Strand, och fortsätter: sedan. Stiftelsen ansåg att inno – När vi sökte OMIN tänkte vi vationsprocessen för de lokala att det blir företag nära processsmå och medelstora företagen industri eller hälso och var för seg. Företagen hade fina sjukvård, för där såg vi starkast idéer, men att hitta pengar, söka behov. Men vi blev hela tiden dem och få dem beviljade hos överraskade för de som hörde exempelvis Vinnova och Till av sig var oftast från för oss helt växtverket var svårt. nya branscher. Vi har exempelvis – Företag fick inte stödet de arbetat med ett företag inom behöver. Vi insåg att det måste modeindustrin. finnas färdig finansiering för våra små och medelstora företag EN VIKTIG DETALJ är att alla med bra idéer, så när ingen an beslut om prototypprojekt eller nan ville ta den pucken gjorde förstudier tas av en extern styrvi det. grupp med representanter från

Beslutet resulterade i struktur näringslivet. Den läser igenom fondsprojektet OMIN – Optisk varje ansökan och bedömer innovationshöjd, marknad, konFAKTA kurrerande produkter och kom

Mentor för optisk mersialiseringspotential, men också faktorer som jämställdhet

Adopticum är en stiftelse grundad 2008 av samverkanscentmätteknik och miljöperspektiv. Tycker styrgruppen att något brister inom det sistnämnda kan ett projekt rumet Process IT Innovations godkännas, förutsatt att företaget på Luleå tekniska universitet och Umeå universitet samt optronikspecialisten Optronic i Skellefteå. arbetar med frågorna under resans gång. OMIN levererade så bra

Process IT såg ett behov av resultat att Tillväxtverket konspecialistkompetens inom optisk mätteknik i en undersökning som genomfördes taktade Adopticum redan innan projektet tog slut och hintade om tillsammans med industrin i att stiftelsen borde ansöka om ett

Norrbotten och Västerbotten. Adopticum grundades med målet att skapa ett kunskapscenter till projekt. – Idag bedriver vi RIO på som skulle fokusera på optisk samma sätt, även om vi har lagt mätteknik och sprida kunskap till företagen i regionen. Adopticum har sitt säte i Skeltill ytterligare kunskapshöjande aktiviteter, konstaterar Maria lefteå, och hjälper företag att Strand. utveckla lösningar baserade på optisk mätteknik. Stiftelsen har sex anställda och står finansiellt RIO är kort för Regional Innovation genom Optisk mätteknik på egna ben. Den bedriver och – likt OMIN – ett stort proinnovationsprojekt och kommersiella projekt i ungefär lika stor utsträckning. jekt som enbart vänder sig mot företag i Väster och Norrbotten. – Inom OMIN lärde vi oss att

Stiftelsen som stöttar optisk mätteknik i norr

Tillsammans med Datapolarna har Adopticum inom ramen för RIO tagit fram en prototyp för dubbelläggning av stockar vid timmersortering. Installationen är gjord hos Setra i Malå.

vi inte enbart kan köra ett prototypprojekt och sedan släppa företaget, så under RIO har vi börjat bygga ett system som gör att vi kan slussa företagen vidare. Ett företag kan behöva hjälp med en marknadsundersökning, då har vi en aktör som vi kan koppla på. Ett annat företag kanske behöver hjälp med affärsutveckling, ett tredje med fortsatt finansiering, då presenterar vi dessa aktörer.

EN TYDLIG TREND är att den snabba teknikutvecklingen genomsyrar dagens innovationsprojekt. Teknik som tidigare varit alltför dyr, såsom 3Dkameror, finns numera i överkomliga versioner. I de allra nyaste smartmobilerna finns det exempelvis inbyggda 3Dkameror, som går att använda för avancerade mätningar.

– Många kommer med idéen att använda mobilen för att lösa problem till potentiella kunder, men även sensorer som utvecklas för självkörande bilar driver på utvecklingen jättemycket.

För att åskådliggöra lyfter Maria Strand två företag som stöttats genom RIO.

Det ena är uppstartsföretaget Photon Sports som använder en 3Dkamera för att mäta snabbhet, reaktionstid och explosivitet hos idrottare (se artikel sid 22). Det andra är arkitektfirma Normark och Normark som reagerat på att många byggare och arkitektfirmor plockar bort onödigt mycket naturvärden på en tomt innan de bygger. – De vill istället ta fram en lösning för att scanna området. Då får de in topografin direkt in i ritningsprogrammet och kan rita runt stenar och träd istället för att anpassa miljön till byggnaden.

Strax innan årsskiftet gjorde Maria Strand en avstämning. Vid det laget hade de två strukturfondsprojekten tillsammans nått ut till strax över 450 företag. Då handlar det om allt från företag som fått godkända förstudier – eller prototoypprojekt till de som hänger med på föreläsningar och industriföretag som exempelvis deltar i något kallat Teknikforum.

TEKNIKFORUM är ett event där ett industriföretag får möjlighet att peka ut sina utmaningar för den små innovativa. Ett företag, som exempelvis Boliden eller Billerud, börjar med att gå igenom sin verksamhet för att se vilka utmaningar det har som det tror går att lösa med optisk mätteknik. – Sen kommer vi in med de företag i regionen som jobbar inom fältet. Industriföretaget får peka ut sina utmaningar och de mindre får endera räcka upp handen och säga att de redan har en lösning, tipsa om andra företag eller säga att de är jätteintresserade av att vara med och utveckla en lösning.

Innan corona drog igång hann Adopticum ordna tre Teknikforum tillsammans med några av regionens största företag. – Just nu är det helt stopp för denna typ av event, men så fort pandemin lagt sig står två industriföretag redo att ta emot oss.

ANNA WENNBERG

anna@etn.se

Photon Sports på väg ur startgropen

Uppstartsföretaget Photon Sports vill ge idrottare ett träningsredskap som i realtid kan mäta faktorer som snabbhet, reaktionstid, riktningssom i realtid kan mäta faktorer som snabbhet, reaktionstid, riktningsförändring, spänst och explosivitet. Det görs genom att följa rörelsen förändring, spänst och explosivitet. Det görs genom att följa rörelsen med en 3Dkamera och omedelbart ge feedback. Planen är att med en 3Dkamera och omedelbart ge feedback. Planen är att lansera en första produkt för fotbollsspelare i sommar.

– Vi jobbar med att göra avancerad teknik extremt fl exibel och användarvänlig, säger Jonas Sjöberg, företagets grundare.

Tanken är att träningsverktyget som Photon Sports utvecklar ska fungera brett – det ska passa elitidrottare, men på sikt också inom breddidrott och ungdomsverksamhet. Det måste vara robust, bärbart och lättanvänt. Varken vägguttag, uppkoppling eller annat ska behövas.

BASEN ÄR ett vanligt kamerastativ med en timeoffl ightkamera (3Dkamera, ToF) som är direkt kopplad till en surfplatta som sköter all bildbehandling i realtid. Idrottaren tar på sig en väst i ett speciellt stretchmaterial med refl ekterande egenskaper eller ett midjebälte. Det senare används när personen står nära kameran och man vill ha en väldefi nierad markör för att detektera små rörelser, som hopp.

– Vi mäter hur man förfl yttar masscentrum och på så sätt digitaliseras rörelsebanan för kroppen under löpningar och hopp.

I första hand studerar företaget hur en individ förfl yttar sin kropp. En stor utmaning är att mäta från nära kameran till 30 meter bort med samma sensor när något rör sig snabbt. Exponeringen måste hela tiden vara perfekt – inte för svag eller stark signal.

Den första produktgeneration kommer att inkludera sjuåtta förprogrammerade tester, som löpning med och utan riktningsförändring och olika hopp.

NOGGRANNHETEN i mätningen beror av testet. På stillastående objekt är ambitionen att ligga bättre än ±2 cm över hela mätområdet vilket exempelvis motsvarar 0,1% vid 20 meter.

Betydligt mer komplext blir det när personen rör sig eft ersom det alltid fi nns en viss rörelse hos kläderna. – Vi arbetar på olika sätt för att verifi era mätnoggrannheten i rörelse. Dels mäter vi på objekt med kända rörelser, dels mäter vi med ännu mer avancerad mätteknik för att hitta mätmetoder, förklarar Jonas Sjöberg, och adderar:

– Inom idrott talar experterna om ”minimum worthwhile improvement”. Då kan man fråga sig vad 0,01 sekunder i en löpning motsvarar? Är du uppe i hastigheten 7–8 m/s blir det 7–8 cm. Räcker det? Det är ett sätt att defi niera kravet på mätnoggrannheten.

Idag är det vanligast att använda fotoceller för delar av de tester som Photon Sports siktar på att utföra. Även andra tekniker, som laserradar och vajersystem, förekommer. – Men löpningar i lag och bollidrotter har en hög andel riktningsförändringar. Det mäter man inte bra med någon av dagens tekniker. Det vill vi göra.

PHOTON SPORTS använder en standardkamera som det i samarbete med tillverkaren modifi erat både hård och mjukvarumässigt. Innan 3Dkameran hamnar på stativet går den

BAKGRUND

Jonas Sjöberg grundade Photon

Sports 2016. Idag har företaget fyra anställda, två på väg in samt söker aktivt efter ytterligare kompetens inom mjukvaruutveckling. Photon

Sports har två kontor, ett vid inkubatorn Uminova innovation i

Umeå och ett vid Skellefteinkubatorn Unboxx.

Jonas Sjöberg är teknisk fysiker och har arbetat med optik och optisk mätteknik i 25 år. Han har bland annat ägnat totalt 14 år på två konsultbolag i Stockholm där han utvecklat optiska lösningar med uppåt 150 olika bolag. Han har även arbetat på Sony Ericsson, där han utvecklat kameror. När han vände hem till Västerbotten för mer än tio år sedan var han med och grundade stiftelsen Adopticum, där han också arbetat som utvecklingschef i sex år.

För nästan tio år sedan fi ck Jonas Sjöberg inspiration till det Photon Sports utvecklar. En barndomsvän undrade hur man kan mäta startaccelerationen på sprintlöpare. Jonas Sjöberg arbetade då med den nya 3D-kameratekniken kallad time-of-fl ight och insåg att den har potential att lösa utmaningen, även om den vid det laget var alltför dyr.

Flera år efter att Jonas Sjöberg lämnat Adopticum fi ck Photon Sports hjälp genom stiftelsens RIO-projekt (se sid 20–21).

Jonas Sjöberg testar sitt träningsredskap tillsammans med fotbollsprofi len Hanna Marklund, som numera är delägare i Photon Sports.

igenom en omfattande kalibreringsprocess i labbet. Däreft er görs kompensation i realtid individuellt för respektive test. – Mycket handlar om att vi ska kunna styra parametrar som den vanliga kunden inte har tillgång till, exempelvis hur man läser ut bilderna vid mätning på rörliga objekt. Du får olika rörelseartefakter beroende av hur du läser ut bilderna och synkroniserar.

Hur tätt en mätning ska utföras beror av testet – i övningar utan nämnvärda riktningsförändringar går det att interpolera mellan mätpunkter, vid riktningsförändringar behövs tätare mätpunkter. – I vår första version kör vi 120 Hz samtidigt som vi justerar olika inställningar beroende av testet, säger Jonas Sjöberg, och fortsätter: – Sen har vi olika algoritmerna för att ta ut parametrarna, som är väldigt olika beroende av vad det är för test. Det kan exempelvis vara maxhastighet eller eff ekt och acceleration vid riktningsförändring som ska visas för tränaren eller idrottaren.

I SKRIVANDE STUND har Photon Sports två prototyper ute hos kunder. Optiken, kameran och bildbehandlingen är tillräckligt bra för att släppa en första generation. Det företaget slipar på är ett förbättrat gränssnitt mot användaren. – Vi vill ha det på plats innan vi släpper den första produkten men även däreft er fi nns det defi nitivt områden som vi kan förbättra. På sikt ska vi även ha fl era produkter med lite olika prestanda.

Initialt är målgruppen fotbollsklubbar. Valet grundar sig på att fotboll är en stor idrott och att företaget måste fokusera, åtminstone till en början. – I teamet har vi också expertkunnande, inte minst med Hanna Marklund som gammal landslagsspelare.

I höstas klev fotbollsprofi len Hanna Marklund in som ny delägare. Hon har spelat 118 landskamper, tagit tre SMguld, ett EMsilver och fått svensk fotbolls fi naste pris: Diamantbollen. Om någon vet hur spelare och tränare vill ha det så är det hon. Likaså har hon en uppsjö kontakter som kan leverera feedback.

Planen är att släppa den första produkten i Skandinavien i sommar. – Däreft er är ambitionen absolut att nå ut globalt inom inte allt för lång tid. Vi tittar redan nu på en lämplig lite större marknad för fotboll utanför Skandinavien. Det blir nästa steg, konstaterar Jonas Sjöberg.

ANNA WENNBERG

anna@etn.se

ROBUSTA KONTAKTER FÖR ENERGIHANTERING

ODU-kontakter för alla utmaningar

Pålitliga kontakter för batterier och andra energitillämpningar

Lågt stabilt kontaktmotstånd Högspännings- och högströmsversioner Lång livslängd Kan levereras med kabelmontering