INSTITUTE OF OPTOELECTRONICS

Wojskowa Akademia Techniczna
Warszawa
INSTYTUT OPTOELEKTRONIKI
Warszawa, 2006
www.ioe.wat.edu.pl
INSTYTUT OPTOELEKTRONIKI
- interdyscyplinarny instytut akademicki WAT,
- misją instytutu jest działalność naukowo-badawcza
oraz edukacyjna w dziedzinie optoelektroniki,
- w instytucie prowadzone są badania podstawowe,
stosowane oraz rozwojowe,
- badania naukowe są zintegrowane z edukacją na
poziomie wyższym,
- w instytucie zatrudnionych jest 160 pracowników,
w tym 100 nauczycieli akademickich i pracowników
naukowych.
KIERUNKI BADAWCZE
• projektowanie systemów optycznych
• lasery medyczne
• materiały optyczne
• biochemia
• technologie optyczne
• biomateriały
• metrologia optyczna
• spektroskopia optyczna
• technologie cienkich warstw
• dalmierze laserowe
• optyka rentgenowska i EUV
• detekcja sygnałów optycznych
• optyka i elektronika laserów
• laserowa detekcja
• lasery ciała stałego
• systemy bezpieczeństwa
• systemy laserowe
• obróbka obrazów
• oddziaływanie lasera z materią
• technika podczerwieni
• laserowe czyszczenie powierzchni
• modelowanie komputerowe
ORGANIZACJA
Zakład Techniki Laserowej
Zespół Laserów
Stałych
Zespół Laserów
Pobudzanych
Diodowo
Zespół Oddziaływania
Promieniowania
Laserowego z Materią
Zespół
Zastosowania
Laserów
Zakład Technologii Optoelektronicznych
Zespół Technologii
Optycznych
Zespół Laserowej
Teledetekcji
Zespół Metrologii
Laserowej
Zespół
Nanotechnologii
Zespół
Biochemii
Zakład Systemów Optoelektronicznych
Zespół Elektroniki
Kwantowej
Zespół Metrologii
Systemów Podczerwieni
Zespół Detekcji
Sygnałów Optycznych
Zespół Systemów
Bezpieczeństwa
Zakład Termowizji i Termodetekcji
Zespół Badań
Dynamicznych
Materiałów
Zespół Termodetekcji
i Termowizji
Zakład Techniki Laserowej
Zespół Laserów Ciała Stałego
Andrzej Zając
Zespół Laserów Pobudzanych Diodowo
Jan Jabczyński
Zespół Zastosowania Laserów
Jan Marczak
Zespół Oddziaływania Promieniowania
Laserowego z Materią
Henryk Fiedorowicz
Personel naukowy – 4 profesorów, 12 doktorów, 6 asystentów
Zespół Laserów Ciała Stałego
Problemy badawcze:
•
•
•
•
lasery ciała stałego generujące
promieniowanie o długości fali z
zakresu 400-3000nm,
poprawa sprawności generacji
poprzez odpowiednie
kształtowanie impulsu
pompującego, optymalizację
geometrii materiału czynnego i
rezonatora, a także poprzez
wykorzystanie włókien
aktywnych jako materiału
laserowego,
generacja krótkich impulsów
oraz promieniowania o
podwyższonym stopniu
koherencji,
wdrażanie opracowanych źródeł
do przemysłu, metrologii i
medycyny.
Wyposażenie laboratorium:
lasery: Er:YAG (2936 nm), rubinowy (694.3 nm, 10 Hz),
laser Cr:KZnF (800 nm) oraz CTH:YAG (2080 nm),
przestrajalny w zakresie 1180-1320 nm laser forsterytowy
wraz z generacją harmonicznych (SH, TH), a także lasery
włóknowe Nd:szkło i Yb:szkło o mocy do 20 W.
unikalne wyposażenie do analizy parametrów spektralnych
i czasowych generowanego promieniowania laserowego.
Kontakt: A.Zając [email protected])
Zespół Optyki Laserów
Problemy badawcze:
•
•
optyka wiązek promieniowania
laserowego, lasery pobudzane
wiązkami światła, optyka krótkich
impulsów promieniowania,
diagnostyka wiązek laserowych.
konwersja promieniowania
laserowego na inne długości fali,
w tym: generatory parametryczne,
układy z przesuwnikami
ramanowskimi oraz generacja
harmonicznych,
Wyposażenie laboratorium:
zestawy układów pompowania i zasilania laserów,
układami chłodzenia, zestawami elementów optycznych
laserów, takich jak: zwierciadła, modulatory optyczne itp.,
które są niezbędne do konstrukcji i badaniach laserów na
ośrodkach domieszkowanych neodymem (Nd:YVO4,
Nd:GdVO4, Nd:YAP, Nd:YAG, Nd:YLF), iterbem (Yb:YAG,
Yb:KGW i in.), chromem (Cr:LiSAF, Cr:LiCAF).
Kontakt: J. Jabczyński [email protected])
Lasery Ciała Stałego
Lasery ciała stałego pobudzane diodowo do dalmierzy
laserowych
YAG:Nd 3+
YAG:Cr 4+
Rout
R100%
SDL 3251-A3
Tini=50%
Toc= 50%
Ep > 5 mJ
Dt = 10 ns
Pp > 0.5 MW
SA
NL
R2
R1
AM
LD
cm
LD
PC
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kontakt: J.Jabczyński ([email protected])
R3
Zespół Zastosowania Laserów
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
wykorzystanie techniki laserowej w
technologii, renowacji zabytków z
zastosowaniem zjawiska ablacji
laserowej,
analiza materiałów poddanych
procesowi oczyszczania
laserowego metodami laserowo
indukowanej spektroskopii
emisyjnej (LIBS), laserowo
indukowanej fluorescencji (LIF),
spektroskopii ramanowskiej oraz
spektrofotometrii (kolorymetrii),
opracowanie układów laserowych
generujących w zakresie długości
fali „bezpiecznej dla wzroku” do
zastosowań w dalmierzach.
Wyposażenie laboratorium:
impulsowy laser Nd:YAG (1064 nm, 532 nm, 355 nm 266 nm i
213 nm) generujący impulsy promieniowania o czasie trwania
10 ns i energii do 1 J,
laser Er:YAG (2936 nm) generujący impulsy promieniowania o
czasie trwania 50 ms i energii do 2 J, system laserowy, pod
nazwą ReNOVALaser-2 bis (1,06 μm, 960 mJ, 10 ns, 1÷10 Hz)
Kontakt: J. Marczak [email protected])
Laserowe Oczyszczanie Powierzchni
Renowacja dzieł sztuki metodą ablacji laserowej
- usuwanie warstw malarskich
- modyfikacja warstwy wierzchniej
- usuwanie nanozanieczyszczeń
Kontakt: J.Marczak ([email protected])
Zespół Oddziaływania Promieniowania
Laserowego z Materią
Problemy badawcze:
ƒ
opracowanie efektywnych
laserowo-plazmowych źródeł
promieniowania rentgenowskiego i
EUV na potrzeby litografii,
mikroskopii rentgenowskiej oraz
mikroobróbki materiałów
ƒ
lasery rentgenowskie,
ƒ
oddziaływanie intensywnych
impulsów laserowych z materią
Wyposażenie laboratorium:
impulsowy laser dużej mocy na szkle neodymowym generujący
impulsy laserowe o czasie trwania 1 ns i energii do 20 J,
lasery Nd:YAG generujące 3-4 ns impulsy promieniowania o
energii impulsów do 1 J,
stanowiska eksperymentalne z aparaturą pomiarową
Kontakt: H. Fiedorowicz [email protected])
ŹRÓDŁA LASEROWO-PLAZMOWE
Wytwarzanie laserem promieniowania rentgenowskiego i ekstremalnego
nadfioletu w zakresie długości fal 0.2-20 nm na potrzeby litografii,
mikroskopii, metrologii i nanotechnologii
Oddziaływanie impulsów
laserowych z tarczą gazową
Źródło laserowo-plazmowe
Vacuum
chamber
Nd:YAG laser
Gas puff
valve
EUV
Laser power
supply
Intensity (CCD counts)
50000
xenon gas puff target
Nd:YAG laser (4ns; 0.5J)
ΔtXe=800μs, ΔtH=400μs
40000
30000
20000
10000
9
10
11
12
13
14
15
Wavelength, nm
CE @ 13.5 nm ∼ 1.5 %
Kontakt: H.Fiedorowicz ([email protected])
LASERY RENTGENOWSKIE
Tarcza gazowa naświetlana pikosekundowymi
impulsami laserowymi
LLNL – Livermore, USA
plasma
column
laser
beam
gas puff
target
IOE – Warsaw
APR – Kyoto, Japan
Kontakt: H.Fiedorowicz ([email protected])
Zakład Technologii Optoelektronicznych
Zespół Technologii Optycznych
Mirosław Kwaśny
Zespół Teledetekcji Laserowej
Zygmunt Mierczyk
Zespół Metrologii Laserowej
Jan Owsik
Zespół Nanotechnologii Laserowych
Waldemar Mróz
Zespół Biochemii i Spektroskopii
Alfreda Graczyk
Personel naukowy – 3 profesorów, 9 doktorów, 13 asystentów
ZESPÓŁ TECHNOLOGII OPTYCZNYCH
Problemy badawcze:
ƒ
opracowanie nowoczesnych
urządzeń i technologii
optoelektronicznych oraz metod
badawczych elementów i zespołów
optoelektronicznych
wykorzystywanych w różnych
dziedzinach nauki i techniki
ƒ
pomiary i badania z zakresu analizy
chemicznej, w tym oznaczanie
śladowych ilości pierwiastków
chemicznych i szeregu związków
organicznych i nieorganicznych,
badania struktury, badania z
zakresu biochemii, ochrony
środowiska, medycyny, inżynierii
materiałowej i geologii
Wyposażenie laboratorium:
napylarki do wytwarzania cienkich warstw oraz
spektrofotometry, spektrofluorymetry, analizatory widma,
monochromatory, interferometry i specjalizowane stanowiska
atestacyjno-pomiarowe
Kontakt: M. Kwaśny [email protected])
Technologie Optoelektroniczne
- obróbka optyczna (cięcie, polerowanie)
- nanoszenie cienkich warstw
- badania nowych ośrodków aktywnych
Kontakt: M.Kwaśny ([email protected])
ZESPÓŁ LASEROWEJ TELEDETEKCJI
Problemy badawcze:
ƒ
zdalna detekcja skażeń
chemicznych i biologicznych,
ƒ
telemetria laserowa,
ƒ
łączność laserowa
ƒ
poligon laserowy
ƒ
urządzenia „niebieskiej
optoelektroniki”,
Wyposażenie laboratorium:
systemy dalmiercze, systemy DIAL (1.6 mm, 3.4 mm, 4.3 mm),
układy do badania skażeń i zanieczyszczeń atmosfery,
metrologii detektorów promieniowania optycznego,
unikalne urządzenia pomiarowe (spektrofotometry UV-VIS-IR,
spektrofluorymetry UV-VIS-NIR oraz laserowe i światłowodowe
analizatory widm fluorescencji)
Kontakt: Z. Mierczyk [email protected])
Systemy Techniki Wojskowej
Systemy kierowania ogniem oraz ostrzegania
Systemy kierowania ogniem
MERIDA (T-55)
PCO
DRAWA-T (T-72, PT-91)
PCO
cm
Systemy ostrzegania
BOBRAWA (T-55)
OBRA (T-72)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
PCO
PCO
15
Głowica laserowa dalmierza czołgowego
Kontakt: Z.Mierczyk ([email protected])
Systemy Techniki Wojskowej
Laserowe symulatory strzelań
PLS - 1 / AK
PLS - 1 / RGP
Kontakt: M.Zygmunt ([email protected])
PLS - 2M
WAREL
WSK
Wykrywanie Substancji Chemicznych
Systemy zdalnej detekcji metanu
System aktywny - zakres > 50 m, czułośc 50 ppm
System aktywny System pasywny
Laser 3.39 μm
Układ
obróbki
danych
Czoper
METAN
Detektor
Obiektyw
Otoczenie
Laser 3.51 μm
System pasywny - zakres > 100 m, czułość 10 ppm
Stężenie
metanu
[ppm]
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Kontakt: Z.Mierczyk ([email protected])
Radiometria UV
Detekcja promieniowania UV emitowanego przez pociski rakietowe –
badania poligonowe
Radiometr UV
Sygnał UV
Kontakt: Z.Mierczyk ([email protected])
ZESPÓŁ METROLOGII LASEROWEJ
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
opracowani nowych metod
określania parametrów urządzeń
do pomiarów parametrów
promieniowania laserowego
wykorzystanie metod spektroskopii
laserowo indukowanej plazmy
(LIBS) do wykrywania i
analizy skażeń chemicznych i
biologicznych środowiska,
optyczne metod zabezpieczania
dokumentów,
oddziaływanie impulsów
laserowych dużej mocy z
elementami szklanymi oraz
materiałami wybuchowymi
Wyposażenie laboratorium:
układy laserów Nd:YAG, przyrządy do pomiaru parametrów
promieniowania laserowego oraz spektrometry na zakres
widzialny.
Kontakt: J. Owsik [email protected])
Spektroskopia Laserowa
Laserowy analizator widmowy (LIBS)
Zastosowanie:
- analiza zanieczyszczeń gruntu i budynków,
- badania szkła i ceramiki,
- analiza próbek biologicznych, chemicznych i geologicznych,
- kontrola jakości na liniach produkcyjnych,
- wykrywanie materiałów wybuchowych.
Kontakt: J.Owsik ([email protected])
Metrologia Optoelektroniczna
Akredytowane laboratorium badawcze dla optoelektroniki
Stanowisko do pomiarów
współczynnika absorpcji materiałów
Certyfikat PCA
Stanowisko do pomiarów rozkładu
poprzecznego wiązki laserowej
Wzorzec jednostki energii promieniowania
Kontakt: J.Owsik ([email protected])
ZESPÓŁ BIOCHEMII I SPEKTROSKOPII
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
badania roli biopierwiastków i
metali toksycznych w prawidłowym
funkcjonowaniu organizmu
ludzkiego
analiza pierwiastków śladowych w
materiale biologicznym (włosy,
surowica, erytrocyty, mocz) z
wykorzystaniem metody
absorpcyjnej spektrometrii
atomowej
badania związków, które mogą być
wykorzystane w diagnostyce i
terapii metodą fotodynamiczną
chorób nowotworowych np.
różnych chorób skóry lub oczu
Wyposażenie laboratorium:
spektrometr absorpcji atomowej AVANTA Σ z deuterową
korekcją tła typu Ultra-Pulse wraz z atomizerem płomieniowym,
piecem grafitowym 3000 GF oraz generatorem wodorków HG
3000 z zatężaczem zimnych par rtęci
Kontakt: A. Graczyk [email protected])
Zastosowania Medyczne
Diagnostyka i terapia fotodynamiczna (PDT and PDD)
Badania kliniczne systemów laserowych do diagnostyki i terapii nowotworów
Kontakt: A.Graczyk ([email protected])
ZESPÓŁ NANOTECHNOLOGII LASEROWYCH
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
wytwarzanie nowych materiałów i
nanostruktur metodami ablacji
laserowej
opracowanie metod diagnostyki
procesu laserowego wytwarzania
cienkich warstw i nanostruktur
Wyposażenie laboratorium:
stanowisko eksperymentalne do laserowego osadzania struktur
wielowarstwowych z materiałów o złożonym składzie
chemicznym,
laser ekscymerowy, pracujący na długości fali λ= 193 nm,
mikroskop sił atomowych
Kontakt: W. Mróz [email protected])
Nanotechnologie Laserowe
Laserowe wytwarzanie cienkich warstw i nanostruktur (PLD)
Obszary badawcze: wytwarzanie biomateriałów
nanoszenie intermetali
wytwarzanie nanostrutur
SEM
AFM
Uklad eksperymentalny
- system laserowy ArF (193 nm)
- komora oddziaływań
- analizator jonów
Kontakt: W.Mróz ([email protected])
Zakład Systemów Optoelektronicznych
Zespół Elektroniki Kwantowej
Zbigniew Puzewicz
Zespół Metrologii Systemów Podczerwieni
Krzysztof Chrzanowski
Zespół Detekcji Sygnałów Optycznych
Zbigniew Bielecki
Zespół Badań Dynamicznych Materiałów
Maciej Mroczkowski
Zespół Systemów Bezpieczeństwa
Mieczysław Szustakowski
Personel naukowy – 4 profesorów, 7 doktorów, 14 asystentów
ZESPÓŁ ELEKTRONIKI KWANTOWEJ
Problemy badawcze:
ƒ
zagadnienia związanych z
rakietami przeciwlotniczymi
krótkiego zasięgu naprowadzanymi
na źródło promieniowania
podczerwonego (rakieta GROM),
ƒ
prace projektowo-konstrukcyjne
związane są z modernizacją
przeciwlotniczych głowic
samonaprowadzających, a także
głowic do rakiet woda-woda
średniego zasięgu
Wyposażenie laboratorium:
stanowiska badawcze do symulacji parametrów technicznych
głowic oraz symulacji dynamiki lotu rakiet (również w obecności
naturalnych i zorganizowanych obiektów zaburzających
naprowadzanie).
Kontakt: Z. Puzewicz [email protected])
Systemy Techniki Wojskowej
MANPADS – Man Portable Air Defence System
Pocisk
rakietowy
GROM
UST- 1 GROM
urządzenie
szkolnotreningowe
Kontakt: Z.Puzewicz ([email protected])
ZESPÓŁ DYNAMICZNYCH BADAŃ MATERIAŁÓW
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
opracowanie nowych kodów
komputerowych wykorzystywanych
do badania procesów
zachodzących podczas
oddziaływania impulsów
laserowych z materią
testy z prętami Hopkinsona i testy
Taylora w zakresie badań
dynamicznych na ściskanie, na
dynamiczne rozciąganie przy
użyciu metody rewersyjnej,
dynamiczne na czyste ścinanie
systemy mini-BSL
Wyposażenie laboratorium:
klaster komputerowym „IRYS”, w skład którego wchodzą cztery
węzły dwuprocesorowe połączone siecią gigaethernetową,
stanowisko do badań własności mechanicznych czystych metali
jak również stopów, skał, betonów, a także ośrodków
granulowanych, w szerokim zakresie prędkości odkształcania i
temperatur.
Kontakt: M. Mroczkowski [email protected])
Badania Poligonowe Mini-BSL
Mini-BSL typu „flying wing” do obserwacji
i zdalnej detekcji
Kontakt: M.Mroczkowski ([email protected])
ZESPÓŁ METROLOGII SYSTEMÓW PODCZERWIENI
Problemy badawcze:
ƒ
doskonaleniem metod pomiarów
parametrów i charakterystyk
optoelektronicznych urządzeń
obrazujących pod kątem
określenia ich skuteczności
obserwacyjnej
Wyposażenie laboratorium:
stanowiska pomiarowe umożliwiające prowadzenie badań
optoelektronicznych urządzeń obrazujących: kamery
termowizyjne, kamery CCD/CMOS, kamery ICCD, przyrządy
noktowizyjne
Kontakt: K. Chrzanowski [email protected])
ZESPÓŁ SYSTEMÓW BEZPIECZEŃSTWA
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
projektowanie, weryfikacja i
odbiór techniczny elektronicznych
systemów ochrony z
uwzględnieniem systemów
ochrony perymetrycznej, systemów
kontroli dostępu i systemów CCTV,
opracowanie czujników
światłowodowych na potrzeby
elektronicznej ochrony obiektów
rozległych (wielokilometrowych) tj.
granic, lotnisk, linii
teletransmisyjnych
Wyposażenie laboratorium:
urządzenia pomiarowe, testujące oraz unikalne układy
pomiarowe do badania czujników optoelektronicznych
stosowanych w systemach ochrony tj. kamery, pasywne i
aktywne czujniki podczerwieni.
Kontakt: M. Szustakowski [email protected])
ZESPÓŁ DETEKCJI SYGNAŁÓW OPTYCZNYCH
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
detekcja bezpośrednia sygnałów
optycznych,
detekcja z synchronicznym
całkowaniem sygnału i detekcja
fazoczuła,
modelowanie i optymalizacja
szumowa stopni wejściowych
odbiorników promieniowania
optycznego
Wyposażenie laboratorium:
specjalistyczne stanowiska pomiarowo-badawcze, w skład
których wchodzą między innymi: analizator widma SR-770,
wzmacniacze fazoczułe SR-850, SR-844, SR-510,
przedwzmacniacz napięciowy SR-560 oraz przedwzmacniacz
prądowy SR-570 firmy Stanford Research Systems, a także
źródło prądowe i pikoamperomierz typ 236 firmy Keithley
Kontakt: Z. Bielecki [email protected])
Zakład Termodetekcji i Termowizji
Zespół Systemów Podczerwieni
Henryk Madura
Personel naukowy – 1 profesor, 6 doktorów, 6 asystentów
ZESPÓŁ SYSTEMÓW PODCZERWIENI
Problemy badawcze:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
badania termograficzne i
spektroradiometryczne obiektów oraz
opracowanie zintegrowanych zespołów
czujników optoelektronicznych i
wibroakustycznych do zastosowań
militarnych,
opracowanie i badanie
zespołów detekcyjnych promieniowania
podczerwonego przeznaczonych do
urządzeń obserwacyjnych, czujników
podczerwieni, bomb
samonaprowadzających się, pocisków i
rakiet;
opracowanie zespołów
celowniczo-decyzyjnych do amunicji
inteligentnej; badanie sygnatur
termalnych typowych celów wojskowych;
opracowanie metod pomiarowych i norm
dla potrzeb testowania i kalibracji
wojskowego sprzętu termowizyjnego
Wyposażenie laboratorium:
kamera Termowizyjna Inframetrcis 760 BB, wzorcowe źródło
podczerwieni Mikron 360, wzorcowe powierzchniowe źródło
podczerwieni Infrorouge, spektroradiometr OL-760,
spektroradiometr Ci Systems SR5000, nanowoltomierz
selektywny Lock-in Stanford model SR830, sterowana komora
klimatyczna Nema typ.NCZ 3010 (-30÷+500C),
Kontakt: H. Madura [email protected])
Systemy Podczerwieni
- radiometryczne metody bezkontaktowego pomiaru temperatury
- radiometry obrazowe, pyrometry, spektroradiometry
*>50,0°C
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
-5,0
-10,0
-15,0
*<-15,0°C
Kontakt: H.Madura ([email protected])
Pirometr Wielopasmowy
Wielopasmowy pirometr do pomiaru temperatury powierzchni morza
UPS
Control
Unit
LCD Monitor
Personal
Computer
Keyboard
Printer
Fibre
Optics
GPS
Receiver
Charakterystyki:
Zakres pomiarowy
Dokładność pomiaru
0 ÷ 35 °C
0.1 °C
Kontakt: H.Madura ([email protected])
Gyro
Compass
Pasywne Detektory IR
Pasywny detektor PIR do systemów wykrywania i ochrony
20
0m
Długozasięgowy detektor PIR
2m
4m
Kontakt: H.Madura ([email protected])
OFERTA DYDAKTYCZNA
• studia magisterskie na kierunku elektronika, specjalność
optoelektronika
• studia magisterskie na kierunku inżynieria materiałowa,
specjalność materiały i technologie fotoniczne
(w przygotowaniu)
• środowiskowe studia doktoranckie w zakresie optoelektroniki,
fotoniki i nanotechnologii (UW, PW, WAT)
• praktyki studenckie