|
|
 |
|
|
|
Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika
|
|
|
|
|
|
|
Technika laserowa rozwija się w Polsce intensywnie od początku lat sześćdziesiątych. Pierwszy laser w kraju został uruchomiony w roku 1969. Pierwszymi krajowymi ośrodkami badawczymi, w których uruchomiono lasery były Wojskowa Akademia Techniczna (prof. Z. Puzewicz), Politechnika Warszawska (prof. W. Woliński) i Uniwersytet Adama Mickiewicza (prof. F. Kaczmarek). W jubileuszowym X Sympozjum Techniki Laserowej wzięło udział 120 osób. Zaprezentowano 11 referatów przeglądowych, 42 komunikaty naukowo–techniczne oraz 59 plakatów.
Krajowe środowisko naukowo-techniczne związane z techniką laserową spotyka się od prawie 30 lat na krajowych sympozjach laserowych. Prace prowadzone w kraju w dziedzinie techniki laserowej dotyczą obecnie technologii materiałów laserowych, konstrukcji nowych laserów i związanego z laserami sprzętu, a także nowych aplikacji laserów. Wiele zespołów technicznych uczestniczy w Europejskich laserowych programach badawczych i infrastrukturalnych, dzieląc się i rozpowszechniając wiedzę w tej dziedzinie fotoniki. Technika laserowa jest ważnym narzędziem praktycznym i jednocześnie siłą napędową dla rozwoju wielu dziedzin nauki, techniki, medycyny oraz przemysłu. Obejmuje ona materiały optyczne, materiały laserujące, konstrukcję laserów od gazowych po półprzewodnikowe oraz liczne dziedziny zastosowań. Zakres badanych materiałów jest bardzo szeroki: optyczne, optoelektroniczne, bierne, aktywne, nieliniowe, funkcjonalne, kryształy, półprzewodniki, szkła, metale, gazy i wiele innych.
Konstrukcje laserowe obejmują optymalizację istniejących rozwiązań, oraz poszukiwania nowych rozwiązań. Badane są materiały, komponenty, urządzenia laserowe, technologie wytwarzania, techniki pomiarowe parametrów lasera i wiązki optycznej. Rodzaje badanych laserów obejmują: półprzewodnikowe, fotoniczne, gazowe, jonowe, na ciele stałym, na swobodnych elektronach inne. Sygnały optyczne podlegają generacji, wzmocnieniu, synchronizacji, kompresji i rozciąganiu, mieszaniu, powielaniu częstotliwości, upkonwersji i downkonwersji, formowaniu w impulsy itp. Zastosowania laserów obejmują takie pola jak: obróbka materiałów, biologia i medycyna, przemysł, monitoring i ochrona środowiska, bezpieczeństwo. Sesje tematyczne sympozjum rozdzielono w dwie główne grupy zagadnień: teoria laserów, symulacje i analizy, materiały laserowe, technologie, konstrukcje i rozwój laserów, oraz zastosowania laserów z dwóch punktów widzenia – przez konstruktorów laserów i operatorów a głównie przez użytkowników laserów.
Grafen, odmiana alotropowa węgla, tworzy obecnie, choć nie bez znacznych trudności, własną drogę zastosowań w elektronice i fotonice. Tutaj interesują nas właściwości optyczne grafenu dla zastosowań w optoelektronice, do budowy elementów fonicznych, komunikacji optycznej, techniki laserowej oraz fotonicznych układów zintegrowanych. Grafem wykazuje nasycalną absorpcję pod wpływem silnego pobudzenia w zakresie światła widzialnego i podczerwieni. To zjawisko jest wykorzystane do sprzęgania modów w laserach światłowodowych, poprzez zastosowanie grafenowego absorbera nasycalnego. Ultraszybka odpowiedź warstwy grafenowej, wbudowanej w światłowód, jest przestrajana elektrycznie. Gigantyczna wartość nieliniowego współczynnika Kerra grafemu jest przedmiotem badań stosowanych.
Grafem jest testowany jako medium do budowy komponentów fotonicznych do propagacji solionów. Oddziaływanie grafenu z falą EM jest wyjątkowo silne, co inicjuje liczne badania stosowane nad ultraczułymi czujnikami bazującymi na grafenie sprzężonym ze światłowodem. Czujniki takie są badane w kierunku detekcji śladowych ilości gazów oraz dynamiki próżni. Grafenowe kropki kwantowe o wymiarach poniżej 100 nm są badane w celu budowy nowych elementów optoelektronicznych. Również ostatnio zainteresowanie wzbudził krzemowy analog grafemu, nazwany silicenem – także będący alotropową odmianą krzemu. Silicen jest produkowany, odmiennie od grafemu, z pomocą rozpylania laserowego materiału oraz wykorzystania zjawiska i techniki samoorganizacji pojedynczych atomów. Nowy alotrop krzemu jest przedmiotem zainteresowania także techniki laserowej. Prace nad zastosowaniami grafenu w technice laserowej są prowadzone na Politechnice Śląskiej (prof. T. Pustelny), Politechnice Wrocławskiej (prof. K. Abramski), w ITME (prof. J. Baranowski, prof. Z. Jankiewicz) oraz w kilku innych miejscach.
Grafen jest dwuwymiarową płaszczyzną jednej warstwy zorganizowanych atomów. Krystaliczna struktura grafenu wynika z wiązań kowalentnych pomiędzy atomami C w hybrydyzacji sp2. Hybrydyzacja ta daje silne i krótkie wiązania w płaszczyźnie grafenu. Wiązania te są odpowiedzialne za dobre mechaniczne właściwości grafenu. Oprócz wiązań s, grafem posiada rezonansowe wiązania p, wynikające z orbitali p prostopadłych do płaszczyzny grafenu. Wiązania p są odpowiedzialne za strukturę elektronową grafenu, określającą jego właściwości elektryczne i optyczne. Pasma walencyjne i przewodnictwa, które są określone przez elektrony p, są zdegenerowane w K punktach sfery Brillouina, rezultatem czego jest zerowa szerokość przerwy energetycznej. Przejścia optyczne pomiędzy pasmami energetycznymi są proste. Istnieje liniowa zależność pomiędzy energią elektronów i dziur od wartości ich wektora falowego. Elektrony i dziury zachowują się w grafenie w sposób relatywistyczny. W rezultacie szczególną charakterystyką grafenu jest niezależność absorpcji od długości fali. Absorpcja jest stała od zakresu fal widzialnych do fal THz. Grafem jest używany jako nasycalny absorber w laserach z samosynchronizacją modów. Przewiduje się jego zastosowania jako matrycy aktywnej w kwantowych generatorach THz.
Główny wysiłek badawczy nad zintegrowanymi układami fotonicznymi (będącymi analogami układów scalonych VLSI) jest skoncentrowany wokół systemów telekomunikacji światłowodowej. Także zainteresowania budzą ostatnio zastosowania biomedyczne oraz fotonika obliczeniowa. Testowanych jest wiele architektur fotonicznych układów scalonych (PIC – Photonic Integrated Circuit), takich jak: AWG – matrycowych siatek falowodowych (Arrayed Waveguide Greting), DFBLD/EAM – dioda laserowa z rozłożonym sprzężeniem zwrotnym zintegrowana z modulatorem elektro-absorpcyjnym, i wiele innych bardziej i mniej skomplikowanych. Układy scalone typu PIC wymagają użycia różnych materiałów, w odróżnieniu od układów typu VLSI IC.
W rezultacie prowadzone są badania nad integracją różnych materiałów w jednym układzie. Badania obejmują wybór materiałów i optymalizację architektury układu pod względem funkcjonalności. Badania nad układami PIC wykonanymi na podłożu InP przewidują możliwość uproszczenia projektu systemu scalonego, redukcję poboru mocy oraz zmniejszenie objętości, zwiększenie niezawodności oraz maksymalizację funkcjonalności, poszerzenie elastyczności usług, uproszczenie operacji sieciowych oraz obniżkę kosztów. Jak dotąd, praktyczne zastosowania układów PIC są bardzo skromne. Przewiduje się, że intensywne badania aplikacyjne mają zmienić tą sytuację. Potencjalne zastosowania układów PIC są bardzo szerokie. Jak dotąd rozwiązania są ograniczone np. do łączenia źródła z modulatorem oraz detektora z demultiplekserem.
Znacznie bardziej skomplikowane architektury zawierają nie tylko bierną dystrybucję sygnału, na przykład dla celów detekcji kwadraturowej, ale również optyczny/fotoniczny komputing. Dodatek całkowicie optycznego w pełni cyfrowego i szeroko funkcjonalnego procesora sygnałowego na pokładzie PIC, wykonującego takie funkcje jak: operacje matematyczne, optyczną transformatę Fouriera wprost i odwrotną, posiada znaczny potencjał przyspieszenia obliczeń DSP nawet o wiele rzędów wielkości. Powodem przyspieszenia jest inherentnie równoległe przetwarzanie sygnału obrazowego w dziedzinie optyki. Wiele sygnałów szeregowych skorelowanych można przedstawić w postaci obrazu lub w postaci macierzowej. Prace teoretyczne i eksperymentalne nad zintegrowanymi układami fotonicznymi są prowadzone w IMIO PW (R. Piramidowicz, P. Szczepański, M. Malinowski).
Układy typu PIC na obecnym początkowym etapie rozwoju (coś w rodzaju analogu do wczesnego etapu LSI klasycznych układów scalonych IC) składają się z wielu optycznych komponentów biernych i nawet kilku elementów aktywnych. Są zintegrowane na wspólnym, najczęściej półprzewodnikowym, podłożu. Tendencje rozwojowe idą w kierunku zwiększenia ilości indywidualnych elementów zintegrowanych w pojedynczym układzie. Obecnie liczba elementów zintegrowanych jedynie bardzo rzadko zbliża się do 100. Rekordowy układ eksperymentalny zawiera takich elementów kilkaset. Kilka takich układów połączonych w subsystem funkcjonalny pozwala już na budowę bardziej złożonych urządzeń fotonicznych. Zalety integracji fotonicznej są oczywiste: miniaturyzacja, mniejsze zużycie materiału i energii, odporność na środowisko, łatwiejsza standaryzacja, pewność nominalnych parametrów pracy, obniżenie kosztów, zwiększona funkcjonalność oraz efektywność. Prowadzone prace badawcze są ukierunkowane nie tylko na nowe efektywne architektury ale także na uogólniony i uniwersalny opis tych architektur istniejących obecnie i planowanych w nieodległej przyszłości.
Technika laserowa odgrywa kluczową rolę w nauce o zjawiskach ultraszybkich i ultrakrótkich, odbywających się zazwyczaj w skali nano. Zjawiska takie, które są obecnie przedmiotem badań, zachodzą w skali czasu w przedziale od pikosekund do attosekund. Ultrakrótkie impulsy laserowe są podstawowym narzędziem do studiowania fundamentalnych mechanizmów w tej skali czasowej dotyczących np. oddziaływania promieniowania z materią. Specjalnie interesujące są ultraszybkie oddziaływania i procesy w nowych materiałach – tzw. ultraszybka inżynieria materiałowa, ale także ultraszybki nanomagnetyzm, dynamika atomowa i molekularna, indukowane światłem reakcje chemiczne, obrazowanie biomolekularne w nanoskali itp.
Badania procesów ultraszybkich są nierozłącznie związane z laserami krótkofalowymi o dużych natężeniach impulsów. Impulsy attosekundowe są tworzone z zastosowaniem techniki generacji wysokich harmonicznych HHG oraz wykorzystania dynamiki w skali czasowej subokresowej, poniżej pojedynczego okresu fali optycznej. Attosekundy w skali czasowej są z kolei związane z femtometrami w skali wymiaru geometrycznego. Femtometry w przestrzeni i attosekundy w czasie, w połączeniu z optycznymi zegarami atomowymi, ustanawiają bardzo dokładne ramy odniesienia dla fazy, czasu i częstotliwości. Takie ramy odniesienia pozwalają na obserwacje i zapis chemicznych procesów wewnątrzmolekularnych, o znacznej dokładności czasowej i przestrzennej. Zbliżają się obecnie do skali obserwacyjnej procesów wewnątrzatomowych.
Klasyczne, wysokiej jakości światłowody aktywne domieszkowane erbem EDFA są wysoce standaryzowane pod względem parametrów transmisyjnych i niezawodności. Są dostępne w kilku źródłach, wielu odmianach rozciągających się od tzw. SMF jednomodowych telekomunikacyjnych po specjalizowane o prostszej lub bardziej skomplikowanej budowie, a w szczególności dla zastosowań czujnikowych. Światłowody telekomunikacyjne są zazwyczaj pokryte hermetycznie dla zwiększenia odporności środowiskowej i czasu życia, zwiększenia odporności na indukowane wodorem straty optyczne i degradację stratnościową. Światłowody takie używane w celu budowy wzmacniaczy optycznych są wymiarowo i modowo wysoce kompatybilne ze standardowymi jednodomowymi światłowodami. Wykazują dzięki temu niewielkie straty sprzężenia ze światłowodami transmisyjnymi.
Badania w tym zakresie są prowadzone nad światłowodami aktywnymi specjalnymi, z innych materiałów niż szkło krzemionkowe lub wysoko krzemionkowe. Adekwatne materiały obejmują: ultra niskostratne szkła wieloskładnikowe, szkła halogenkowe i chalkogenkowe oraz aktywne materiały polimerowe. Z tych materiałów szklanych i polimerowych tworzone są eksperymentalne włókna aktywne o strukturze dwupłaszczowej a także niesymetrycznej do pompowania oraz mikrostrukturalne z kryształów fotonicznych. W kraju jest aktywnych kilka centrów technologicznych produkujących wysokiej jakości szkła światłowodowe aktywne i włókna optyczne aktywne. Są one zlokalizowane w Białymstoku na Politechnice, w Lublinie na UMCS, w Krakowie na AGH oraz w Warszawie w ITME i na PW.
Aktywne szkła i polimery światłowodowe są oczywiście domieszkowane ziemiami rzadkimi oraz metalami przejściowymi. Wytwarzane są włókna analogiczne do EDFA, dla celów budowy źródeł ASE oraz wzmacniaczy Ramana. Wytwarzane szkła światłowodowe wykazują luminescencję w zakresie spektralnym 1,7…2,1 μm. Szerokie linie luminescencyjne są otrzymywane poprzez jednoczesne domieszkowanie szkieł światłowodowych kilkoma lantanidami. Badane są wymagania i warunki techniczne produkcji oraz właściwości luminescencyjne i pasma absorpcyjne wytworzonych włókien ze światłowodowych szkieł matrycowych domieszkowanych parami jonów i trypletami jonowymi: Tm3+/Ho3+, Yb3+/Ho3+, Yb3+/Tm3+, Yb3+/Er3+/Tm3+. Badane są rodzaje matryc szklanych, ich parametry mechaniczne – decydujące o energii fononów, na rdzenie światłowodowe oraz na płaszcze i pokrycia zewnętrzne.
Takie odpowiednie zestawy materiałów mają znaczenie dla ogólnych parametrów światłowodu aktywnego i wytworzonego z niego aktywnego elementu fotonicznego, pompowanego znaczną mocą optyczną, np. przy pomocy diod LED dużej mocy. Przedstawiane są konstrukcje aktywnych światłowodów i wzmacniaczy z efektywnymi metodami sprzęgania mocy optycznej pochodzącej z pomp. Niektóre z tych rozwiązań zawierają niesymetryczne światłowody z podwójnym rdzeniem oraz jednodomowe światłowody wielordzeniowe pracujące w warunkach dokładnie sfazowanego supermodu.
Lasery i wzmacniacze światłowodowe, podobnie jak klasyczne lasery półprzewodnikowe i szklane, mogą być także budowane z materiałów strukturalnych – kryształów fotonicznych. Dla światłowodów fotonicznych (aktywnych i biernych) materiałem matrycy jest szkło lub ostatnio także polimer. Matrycą dla laserów półprzewodnikowych jest AlGaInAs/InP. Kryształy fotoniczne dla laserów posiadają szereg zalet dla zastosowań telekomunikacyjnych, takie jak: szeroki zakres pracy w modzie podstawowym (teoretycznie nieskończony, nieograniczony), skalowalność struktury z długością fali, możliwa redukcja prądu progowego, możliwy wzrost emitowanej mocy optycznej w modzie podstawowym, zawężenie szerokości spektralnej promieniowanej fali, możliwy wzrost szybkości modulacji cyfrowej.
Szybki rozwój technologii laserów światłowodowych został spowodowany między innymi postępami w konstrukcji włókien optycznych ultra niskostratnych aktywnych o podwójnym płaszczu. Takie włókno ułatwia optyczne pompowanie lasera. Dopasowanie geometryczne i spektralne pozwala na stosunkowo łatwe pompowanie laserem półprzewodnikowym lub diodą DEL. Wprowadzenie asymetrii włókna, w pewnych przypadkach, dalej podnosi sprawność pompowania lasera światłowodowego.
Lasery światłowodowe posiadają odmienne charakterystyki od rodziny laserów objętościowych i laserów półprzewodnikowych. Długość światłowodu aktywnego szklanego, polimerowego lub z kryształu fotonicznego zmienia się od kilkudziesięciu cm do kilkudziesięciu m w różnych typach laserów światłowodowych. Mimo tego, zagregowana objętość materiału aktywnego jest mała nawet dla laserów bardzo długich. Wynikają z tego konsekwencje, że promieniowana moc nie jest duża w podstawowym rozwiązaniu takiego lasera, oraz moc progowa dla optycznych zjawisk nieliniowych jest także niewielka. Niewielki jest także próg optycznej destrukcji włókna i lasera. Obecnie lasery światłowodowe promieniują w przybliżeniu 10 kW mocy ciągłej przy jakości wiązki określonej wielkością współczynnika M2≈2. Dla laserów impulsowych, promieniowana energia w impulsie o czasie trwania rzędu ns wynosi około 10 mJ, a więc niezbyt dużo. Prace nad światłowodami aktywnymi dla laserów i nad fundamentalnymi ograniczeniami jakości wiązki są prowadzone na WAT i na PW oraz na PWr.
QCL – kwantowe lasery kaskadowe są unipolarnymi laserami półprzewodnikowymi o transferze wewnątrzpasmowym swobodnych nośników. Klasyczne lasery półprzewodnikowe stosują przejścia i rekombinację międzypasmową. Długość promieniowanej fali w praktyce nie zależy od materiału, ale od geometrii studni kwantowych budujących rejon aktywny. Lasery QCL mogą być szeroko przestrajane od zakresu NIR, poprzez MIR do FIR i ogólnie działają w obszarze IR. Najczęściej wykonuje się je z GaAs oraz InP. Kaskadowy typ generacji, tzn. akumulacja mocy optycznej z każdej studni kwantowej prowadzi do uzyskiwania większych mocy wiązki. Obecnie lasery QCL są używane w spektroskopii THz zanieczyszczeń gazowych, spektroskopii molekularnej, komunikacji bliskiego zasięgu w otwartej przestrzeni i prześwietlania dielektryków. Eksperymenty technologiczne i laboratoryjna produkcja terahercowych laserów QCL są prowadzone w ITE w Warszawie (prof. M. Bugajski).
Generacja terahercowej fali EM przy pomocy laserów może być wykonywana dwoma zasadniczymi metodami, odpowiednio w dziedzinie czasu i częstotliwości. Metoda w dziedzinie czasu wykorzystuje zjawisko w dziedzinie optyki analogiczne do prostowania przebiegu napięcia sinusoidalnego prądu elektrycznego (optical rectification). Metoda częstotliwościowa stosuje zjawisko mieszania podobnych liczbowo częstotliwości optycznych i ekstrakcji, np. częstotliwości różnicowych. Podstawowym problemem technologicznym dla takich rozwiązań jest konstrukcja lasera generującego dwie koherentne wiązki jednodomowe o przestrajanych częstotliwościach. Największy potencjał aplikacyjny w tym zakresie posiadają właśnie kwantowe lasery kaskadowe o zewnętrznej wnęce rezonansowej, które generują jednocześnie dwie przestrajalne wiązki w zakresie spektralnym MIR. Dwie wiązki mieszane muszą posiadać wspólną drogę koherencji. Zwiększanie długości generowanej fali metodą mieszania zwiększa długość wzajemnej drogi koherencji. Kaskadowe lasery kwantowe są budowane z podwójnym wzmacniaczem i wbudowanym w strukturę lasera optycznym rezonansowym elementem nieliniowym. Takie lasery generują i mieszają wewnętrznie dwa podłużne mody częstotliwościowe w zakresie spektralnym MIR, tak aby na wyjściu uzyskać falę EM w postaci wiązki THz. Otrzymywane obecnie parametry wiązek THz są: dziesiątki μW mocy w temperaturze 80 K i około 1 μW w temperaturze 300 K.
Technologia optycznych grzebieni częstotliwości jest rozwijana w kraju na UW-IFD oraz na PWr przez grupy laserowe używającewysoko stabilizowanych laserów półprzewodnikowych oraz światłowodów. Stosowane są efekty nieliniowe w celu konwertowania grzebieni częstotliwości optycznych z pasma telekomunikacyjnego do innych obszarów spektralnych, np. MIR. Grzebienie są generowane z zastosowaniem modulacji amplitudowej wiązki laserowej CW, jak i przez stabilizację ciągu impulsów generowanych przez laser z przełączaniem modów, a także przez generację super-kontinuum z pomocą głębokiej samo-modulacji fazowej fali propagowanej w nieliniowym światłowodzie fotonicznym. Grzebienie rozciągające się na więcej niż oktawę są używane do ultraprecyzyjnych pomiarów fazy i częstotliwości odniesienia. Optyczne grzebienie częstotliwości o kontrolowanej częstotliwości bazowej (podstawowej) fo oraz separacji (odległość pomiędzy zębami) fr są używane do mapowania częstotliwości optycznych aż do częstotliwości zakresu RF. Taka technika jest używana do bezpośrednich pomiarów częstotliwości optycznych. Precyzyjne techniki zegara optycznego z zastosowaniem grzebieni częstotliwości są stosowane w systemach pomiarowych. Częstotliwość optyczna nieznana jest składana z pojedynczym zębem grzebienia na fotodiodzie, w wyniku czego otrzymywany jest sygnał dudnienia w paśmie RF. Sygnał ten porównywany jest z wzorcem RF lub z sygnałem odniesienia RF.
Precyzyjne pomiary czasu są fundamentem w takich technologiach jak: szerokopasmowe sieci komunikacyjne, nawigacja GPS i wiele innych. Optyczne zegary atomowe używają częstotliwości przejść elektronowych w atomie w optycznym regionie spectrum fal EM jako częstotliwości standardowych do budowy elementów odniesienia czasu. Obecne zegary stosują atomy w temperaturze bardzo bliskiej zera bezwzględnego, spowolnione przy pomocy promieniowania laserowego i próbkowane w tzw. fontannie atomowej (chmurze) pułapkowanej we wnęce. Najbardziej dokładny klasyczny zegar atomowy, bazujący na pojedynczych pułapkowanych jonach oraz ultrazimnych atomach neutralnych w czasie swobodnego spadku, posiada niedokładność określenia częstotliwości 2,3×10-16, co można transformować do ±1 s na około 140 MY.
Optyczne grzebienie częstotliwości, które ustanawiają koherentne łącze pomiędzy częstotliwościami optycznymi i radiowymi RF, coraz częściej są uważane za nowo powstający standard ultraprecyzyjnej definicji czasu o zwiększonej precyzji wobec narzędzi dostępnych dzisiaj. Atomy można pułapkować w potencjalnej sieci (kratownicy) optycznej i używać jako odniesienie kwantowe. Kratownica optyczna z odseparowanymi pułapkami na pojedyncze atomy pozwala na budowę zegara o szerokości spektralnej częstotliwości odniesienia więcej niż jeden rząd wielkości węższej niż w klasycznych zegarach atomowych o najwyższej stabilności.
Zastosowanie optycznego zegara atomowego z optycznie pułapkowanymi atomami i optycznych metod metrologicznych zimnych atomów (spektroskopia i pomiary częstotliwości) pozwala na ograniczenie względnej niepewności pomiaru częstotliwości do poziomu 10-18, a więc dwa rzędy wielkości bardziej precyzyjnie niż w klasycznych zegarach atomowych. Innymi słowy, częstotliwość optyczna 300 THz jest mierzona z dokładnością mHz.
Zegary optyczne z zimnymi atomami składają się z:
Prace nad takim zegarem są prowadzone przez konsorcjum złożone z UW-Warszawa, UMK-Toruń i UJ-Kraków.
Obok zastosowań medycznych, laserowe przetwarzanie i obróbka materiałów jest ich najszerszym polem praktycznych aplikacji. Do obróbki materiałów stosowane są różne lasery, takie jak: przestrajane lasery femtosekundowe, pompowane diodami lasery na ciele stałym w tym lasery Nd:YAG, lasery z przełączaną dobrocią wnęki, lasery światłowodowe, lasery CO2 i inne. Konwencjonalne zastosowania w tym obszarze zawierają: wiercenie otworów w metalach i ceramice, spawanie, cięcie, modyfikacja i/lub obróbka powierzchni, teksturowanie, znakowanie, grawerowanie, rzeźbienie, wycinanie wzorów, czyszczenie, szybkie prototypowanie w metalach i ceramice, udarowe młotkowanie itp.
Obszary mikro- i nanofabrykacji obejmują: laboratorium na układzie, czujniki elektroniczne i optoelektroniczne, czujniki światłowodowe, systemy mikrofluidyczne, okresowe wzory dla wyświetlaczy LCD, mikro- i nanostruktury funkcjonalne np. do celi paliwowych, matryce do kompozytów metalo–ceramicznych, węglowe siatki nanorurkowe, mikroimplanty do kości i naczyń, ultraszybkie laserowe wytwarzanie stentów do wieńcowych naczyń krwionośnych – w celu zwiększenia pokrywalności przez leki i narastania komórek nabłonkowych; wytwarzanie cienkich warstw i nakładanie wzorów z materiałów nadprzewodzących dla mikroelektroniki. W zastosowaniach biomedycznych oraz dotyczących bezpieczeństwa są to: obrazowanie wielofotonowe i spektralne dynamiczne oraz typu LIBS. W zastosowaniach dotyczących wytwarzania w nanoskali i obróbce materiałów lasery ukierunkowane są na wysoką jakość produktu, wysoką precyzję oraz jak najmniejsze wydzielanie ciepła.
Jednym z najbardziej spektakularnych zastosowań laserów w obróbce materiałów jest modyfikacja powierzchni. Badania w tym zakresie prowadzi CTL na Politechnice Świętokrzyskiej a także AGH i Politechnika Śląska, oraz kilka innych zespołów akademickich. Modyfikacja powierzchni materiałów jest bardzo szerokim obszarem badawczym obejmującym kompozyty i metamateriały. W nowoczesnych materiałach warstwy powierzchniowe mogą być kompozytami. Na warstwy powierzchniowe stosuje się np. azotki tytanu zawieszone w matrycy metalowej. Twardość warstw powierzchniowych i odporność na zużycie zmęczeniowe silnie zależy od parametrów laserowego procesu technologicznego modyfikacji warstwy, parametrów atmosfery przetwarzania, jak np. cząstkowe ciśnienie mieszaniny gazowej argon-azot. Stopy tytanu są stosowane do budowy płytek w silnikach turbinowych. Wytrzymałość zmęczeniowa jest kluczowym parametrem określonym głównie przez wewnętrzne naprężenia w powierzchniowych warstwach azotkowych.
Jakość obróbki powierzchni zależy od kształtu wiązki laserowej. Zastosowanie diod laserowych dużej mocy nie tylko czyni proces technologiczny bardziej standaryzowany, powtarzalny, odporny na oddziaływania zewnętrzne, niezawodny, bardziej miniaturowy i zużywający mniej energii ale także pozwala na kształtowanie wielomodowej wiązki do postaci prostokątnej – zamiast eliptycznej (jak w laserach SS YAG i gazowych), o znacznej jednorodności rozkładu mocy na powierzchni przekroju poprzecznego wiązki. Jednorodność rozkładu mocy jest bardzo korzystna podczas przetapiania powierzchni i tworzenia nowych stopów, ponieważ obrabiany materiał jest podgrzewany równomiernie, głębokość penetracji jest jednakowa, grubość i struktura warstwy powierzchniowej jest równomierna i jednakowa.
Prace badawcze także dotyczą laserowego utwardzania powierzchni, przetapiania, wzbogacania powierzchni stali w chrom, tantal, wolfram, krzem, przetapiania Stellitu6 i wytwarzania cienkich warstw: CeO2, Bi2O3, Al-Fe-C, Mg-Al, TiC przy pomocy ablacji laserowej. Technika laserowa pozwala na precyzyjne osadzanie, z użyciem ablacji i technik odparowywania, cienkich powłok wielowarstwowych na powierzchni ciężkich i dużych części maszyn, pracujących pod dużym obciążeniem.
Przy całkowitej grubości około 1 μm, warstwa jest zbudowana z kilkuset subwarstw, każda o grubości nanometrowej. Obecnie wytwarzane subwarstwy mają grubość ok. 10 nm. Przeplatane warstwy ultracienkie o różnej twardości tworzą warstwę monolityczną o dużej adhezji do podłoża i znacznie bardziej odporną na pękanie niż warstwa pojedyncza. Używany jest przykładowo następujący zestaw materiałów: Ti/TiN, Cr/CrN, TiN/CrN, ale może on zawierać polimery, ceramikę i warstwy metalowe wzajemnie przeplatane. Badane są i optymalizowane właściwości mechaniczne takich metamateriałów dla aplikacji w przemyśle maszynowym. Oprócz wzrostu odporności mechanicznej, niektóre z tych materiałów posiadają cechę samosmarowania.
Znaczne pole zastosowań laserów obejmuje badania i regularne aplikacje kliniczne, a także szerokie aplikacje w służbie zdrowia, np. w przychodniach i ambulatoriach. Rozwijane są nowe procedury chirurgiczne w połączeniu z technikami endoskopowymi oraz obrazowaniem. Dotyczy to w szczególności laserów światłowodowych w połączeniu z technikami terapeutycznymi fotodynamiki, a także terapią laserową wewnątrznaczyniową oraz laserową detekcją komórek rakowych. Medycyna laserowa rozwija się między innymi w kierunku chirurgii bezkrwawej. Badania nad nowymi generacjami sprzętu medycznego stosującego lasery są prowadzone na WAT we współpracy z WUM (A. Zając, J. Kasprzak).
Optyczne metody diagnostyczne stosują często promieniowanie niekoherentne obejmujące zakresy spektralne UV, VIS, oraz IR, a także promieniowanie koherentne o długiej i krótkiej drodze koherencji. Sprzęt medyczny stosujący promieniowanie w zakresie światła białego o krótkiej drodze koherencji wzbudza specjalne zainteresowanie ze względu na bezpośrednią interakcję z układem wzrokowym człowieka. Rezultat badania diagnostycznego jest w postaci obrazu, różnego w każdym przypadku zastosowania innej metody obrazowania. Przetwarzanie obrazu jest inherentną częścią takich metod diagnostycznych.
Oddzielną ważną grupą metod diagnostycznych jest tomografia optyczna, włączając metodę OCT. Inne metody tomograficzne są wykorzystywane do diagnostyki i łączone wzajemnie w celu uzyskania pełniejszych obrazów, jak: PET, tomografia rentgenowska, skaningowa tomografia ultrasonograficzna. Technologie laserowe dodają się do tych metod, wiele z nich rozszerzając i uzupełniając. Diagnostyka i laserowa terapia fotodynamiczna stosuje aktywne barwniki jak fotoporfiryna. Barwnik jest gromadzony poprzez kompleksowe reakcje z lipoproteidami w miejscach zmienionych patologicznie. Metody diagnostyczne poszukują tych miejsc poprzez oświetlenie aktywujące skóry, jam ciała lub z użyciem technik endoskopowych. Terapia używa większych mocy oświetleniowych w celu uwolnienia pojedynczych atomów tlenu (wolnych rodników), które zatruwają bardzo lokalnie zmienioną tkankę. Metoda jest używana w dermatologii, oftalmologii i innych specjalizacjach medycznych.
Znaczna część fotonicznych systemów pomiarowych o dużej czułości bazuje na rozmaitych technikach interferometrycznych. Systemy takie mogą być objętościowe jak i zintegrowane i miniaturyzowane. Pomiary są dokonywane punktowo lub w sposób rozłożony. Przykładem jest ultraprecyzyjne pozycjonowanie obiektów z wykorzystaniem interferometrii. Systemy automatycznego pozycjonowania masek i badania wafli półprzewodnikowych, bazujące na interferometrii laserowej będą wymagały rozdzielczości lepszej niż 100 pm już w następnej dekadzie. Odpowiadające tym wymaganiom techniki litograficzne będą bazowały na wymiarze standardowym rzędu kilku nm. Aby te wymagania spełnić, konieczne są badania nad stabilnymi laserami metrologicznymi o ultraniskich szumach, wyposażone w ultraprecyzyjne systemy sterowania i kontroli, posiadające odpowiednie detektory i metody interpolacji. Prace są prowadzone w Lasertex we współpracy z PWr.
Inne precyzyjne systemy metrologiczne z wykorzystaniem ultra stabilnych laserów są badane na PŚl. (prof. T. Pustelny). Te systemy obejmują: spektroskopię ramanowską, skaningową laserową mikroskopię konfokalną, mikroskopię dwufotonową, mikroskopię laserową z detekcją fazy, mikroskopię fluorescencyjną kontrastu interferencyjnego, mikroskopię holograficzną, optyczną mikroskopię sił atomowych oraz spektroskopię fotoakustczną.
Bardzo efektywnym polem zastosowań techniki laserowej są obszary obejmujące ogólnie zagadnienia bezpieczeństwa. Systemy teledetekcji wykorzystują szeroko technikę laserową w tzw. obszarach podwójnego zastosowania, w dziedzinach dotyczących bezpieczeństwa i obronności, a także do monitoringu i zabezpieczenia, np. znacznych regionów środowiska naturalnego czy obszarów przemysłowych. Stosowane metody teledetekcji wykonują jednocześnie akwizycję danych pomiarowych oraz ich analizę w czasie rzeczywistym.
Monitorowanie odległych zagrożeń, takich jak gazy, aerozole, dymy, kurz itp., wymaga zastosowania dwóch podstawowych metod – z czujnikiem (czujnikami) lokalnymi lub zdalnymi. Pomiary bez kontaktu z zanieczyszczonym obszarem zagrażającym są realizowane w sposób aktywny lub bierny. Używane są lidary lub telewizja/termowizja multispektralna. Wąskopasmowe filtry optyczne są dopasowywane do zakresów absorpcyjnych oczekiwanych gazów i innych zanieczyszczeń. System pomiarowy eliminuje zmiany w transmisji wiązki laserowej wzdłuż analizowanego toru wewnątrz zanieczyszczonego obszaru. Charakterystyki pomiarowe lidaru zależą od zasięgu penetrującej wiązki, zakresu monitorowanego obszaru, pola widzenia oraz szybkości skanowania wiązki. Techniki pomiarowe z zastosowaniem sensorów lokalnych (lub sieci czujników) wymagają odczytu danych metodą przewodową lub bezprzewodową. Prace są prowadzone na WAT.
Prace nad specjalizowanymi laserami są także przedmiotem zainteresowania tzw. technologii podwójnych aplikacji. Lasery bezpieczne dla oczu są badane i rozwijane na WAT dla wielu odmiennych aplikacji a w tym: bezpieczeństwo, zabezpieczenie obszarów, środowisko naturalne, rolnictwo, budownictwo, przemysł i badania chemiczne, zastosowania biologiczne i medyczne. Optymalizacja konstrukcji lasera, tak aby był odpowiedni dla obu pól zastosowań, otwiera szersze możliwości produkcyjne i marketingowe, jak również ułatwia wymagania na kluczowe parametry lasera. Zastosowania obejmują: laserowe systemy poziomów odniesienia w przemyśle budowlanym, dalmierze laserowe, pointery laserowe, urządzenia dla przemysłu lotniczego i kosmicznego, a także przemysł maszynowy i obszary biomedyczne oraz teledetekcja.
Bazujące na technice laserowej systemy teledetekcji są w szczególności stosowane praktycznie w sieciach obserwacyjnych zagrożenia pożarowego na dużych obszarach leśnych.
Europejskim ekwiwalentem amerykańskiego laboratorium NIF (National Ignitron Facility) jest eksperyment HiPER (High Power Laser Energy Research Facility). Celem tych systemów jest laserowo wspomagana reakcja fuzji jądrowej metodą ograniczenia inercyjnego. Innym eksperymentem w Europie o podobnych charakterze jest Laser Megajoule. W pewnych fragmentach eksperymentu HiPER i jego podprojektach uczestniczą reprezentanci WAT oraz IFPiLM. W bardziej tradycyjny sposób, lasery dużej mocy są stosowane do: obróbki materiałów jak spawanie, cięcie, wiercenie, lutowanie, znaczenie, modyfikacja powierzchni, wielkoskalowe wyświetlacze laserowe, teledetekcja militarna, zastosowania medyczne w chirurgii, wojskowe aplikacje jako broń przeciw rakietowa; laserowo zasilane akceleratory cząstek, laserowa generacja plazmy, laserowo zasilana transmutacja materiałów i generacja neutronów.
Badane lasery wielkiej mocy są zwykle zasilane przez dużej mocy matryce diod laserowych. Optymalizowana jest w takich układach laserowych całkowita efektywność energetyczna. Stosowane są metody unikania zniszczeń w optyce laserowej w laserach z przełączaną dobrocią pracujących z wielkimi natężeniami wiązki. Stosowane są adekwatne optyczne efekty nieliniowe do budowy laserów światłowodowych wielkiej mocy, takie jak: stymulowane rozpraszanie Ramana, Brillouina oraz mieszanie czterofalowe. Przedmiotem badań w laserach wielkiej mocy jest skalowalność generowanej mocy optycznej oraz optymalny dobór architektur skalowalnych.
Krajowe zespoły badawcze (WAT, PW, IFPiLM, IF PAN, PWr i inne) biorą udział w kilku dużych Europejskich i międzynarodowych programach rozwojowych w zakresie techniki laserowej o zakresie globalnym. Te projekty zawierają np. ELI, HiPER, EXFEL, FLASH i inne. Niektórzy badacze z kraju również współpracują z takimi wielkimi eksperymentami jak LIFE, NIF, ALMA itp.
Projekt Ekstremalnej Infrastruktury Światła ELI dotyczy budowy systemu laserów eksawatowych generujących ultrakrótkie impulsy o czasie trwanie rzędu 10 fs i gęstości mocy powyżej 1023 W/cm2. Ten laser będzie używany do następujących celów: badanie interakcji promieniowania o ekstremalnej gęstości z materią, generacji cząsteczek naładowanych o dużej energii, generacji impulsów promieniowania rentgenowskiego, relatywistycznej kompresji impulsów optycznych w celu otrzymania intensywności rzędu 1025 W/cm2 oraz czasu trwania impulsów w zakresie attosekund i zeptosekund (10-21s).
Projekt LaserLab Europe jest siecią naukową grupującą laboratoria posiadające infrastrukturę laserową – lasery impulsowe o dużej mocy. Celem działania sieci jest koordynacja wysiłków badawczych i wydatkowanych środków, aby uzyskać efekt synergii. Adekwatna infrastruktura i tematyka badawcza podlegająca koordynacji jest: lasery attosekundowe i ich zastosowania, lasery wysokiej mocy i średniej energii, laserowa akceleracja cząstek, lasery w medycynie, femtosekundowe źródła promieniowania X itp.
Projekt HiPER dotyczy konstrukcji Europejskiej infrastruktury laserowej do celu fuzji termonuklearnej i badania ekstremalnych stanów materii. Głównym celem jest budowa demonstratora technologii zdolnego do produkcji energii z fuzji deuteru i trytu do helu. Jest to reakcja wysoce egzotermiczna. Projekt HiPER jest komplementarny do projektu ITER, który stosuje w tym celu nadprzewodzący, impulsowy tokamak plazmowy. System testowy do badania fuzji składa się z dwóch laserów: wielowiązkowego lasera nanosekundowego o energii rzędu 1 MJ oraz pikosekundowego lasera o energii 100 kJ i mocy 10 PW. Ten zestaw laserowy jest uzupełniony o badawczy laser femtosekundowy o mocy 1 TW.
Laserowo indukowana fuzja termojądrowa jest przedmiotem intensywnych badań globalnych. W lipcu 2012, po 15 latach prac nad budową eksperymentu NIF w laboratorium LLNF osiągnięto parametry krytyczne w systemie fuzyjnym z 192 wiązkami laserowymi. Parametry impulsu dostarczonego do tarczy DT były następujące: prawie 2 MJ energii światła UV oraz ponad 500 TW mocy szczytowej. Celem jest zapłon wodorowego paliwa fuzyjnego w warunkach laboratoryjnych oraz produkcja większej ilości energii niż dostarczona do tarczy. W czasie eksperymentu zapłonu, wodór w kapsule paliwowej musi być skompresowany do gęstości ponad 100 razy niż gęstość Pb. Centrum NIF jest obecnie w pełni operacyjne i przeprowadza eksperymenty związane z optymalizacją systemu zapłonowego. Alternatywnym eksperymentem w skali europejskiej jest LIFE (laser inertial fusion energy). LIFE prowadzi badania, między innymi, nad optyką odporną na wiązki o wielkim natężeniu światła.
Projekt E-XFEL dotyczy budowy Europejskiego lasera rentgenowskiego typu FEL. Prekursorem tej wielkiej maszyny jest laser FLASH. Laser E-XFEL jest konstruowany w laboratorium DESY i początek jego działania jest przewidziany na 2013. Najkrótsza długość fali w modzie podstawowym będzie rzędu 50 pm. Efektywna praca tej maszyny jest przewidziana aż do piątej harmonicznej długości fali. Laser jest zasilany nadprzewodzącym liniakiem elektronowym o długości 3 km z wnękami niobowymi rezonansowymi typu TESLA pracującymi na częstotliwości 1,3 GHz. Rezonatory pracują z polem EM o natężeniu 35 MV/m pochodzącym z klistronów wielkiej mocy rzędu 10 MW. Projekt EuroFEL jest siecią naukową grupującą infrastruktury FEL w Europie. Sieć jest zgrupowana wokół największego europejskiego projektu E-XFEL ale gromadzi ośrodki FEL w Szwecji, Niemczech, Francji, Anglii, Włoszech itp.
Główną ideą jest budowa sieci mniejszych maszyn FEL, które byłyby powiązane ze sobą pod względem komplementarnych celów badawczych i użytkowych. Sieć mniejszych maszyn FEL przygotowuje grupy użytkowników do nowatorskich eksperymentów, które będą możliwe na maszynie dużej. Spodziewane jest także, że sieć będzie multiplikować w sensie organizacyjnym i badawczym dostęp do maszyn FEL w Europie. Projekt PolFEL, jest z założenia częścią takiej właśnie sieci europejskiej, której celem jest budowa maszyn krajowych współpracujących w sposób komplementarny z maszyną E-XFEL. Przewidywana jest lokalizacja lasera POLFEL na terenie Narodowego Centrum Badań Jądrowych. Laser będzie pracował w modzie CW i impulsowym. Przestrajanie maszyny obejmuje zakres spektralny od THz do VUV.
EuLasNet jest Europejską rozwojowo-biznesową siecią laserową zorganizowaną wewnątrz inicjatywy Eureka. Sieć gromadzi przedsiębiorstwa laserowe w Europie. Jest zorientowana na aplikacje laserów w badaniach, przemyśle, metrologii, medycynie, ochronie środowiska naturalnego, oraz zabezpieczeniu wartości o dużym znaczeniu kulturowym i innych podobnych. EuLasNet grupuje krajowe sieci laserowe. W Polsce adekwatną organizacją jest sieć PolLasNet. Polskie środowisko laserowe, naukowo-biznesowe jest zorganizowane w Klubie Laserowym. KL gromadzi obecnie około 100 ekspertów laserowych z takich środowisk jak uczelnie, PAN, instytuty resortowe, przemysł oraz agencje rządowe. Większość z członków Klubu jest zaangażowanych we współpracę międzynarodową, w ten sposób dodając istotną synergię do wzajemnej współpracy. Współpraca na tak szerokiej platformie eksperckiej ze znajomością odnośników międzynarodowych pozwala na dokładną wymianę wiedzy eksperckiej w dziedzinie techniki i nauki laserowej w kraju.
Potencjał badawczy w dziedzinie techniki laserowej w kraju jest znaczny, ale jego wykorzystanie jest ograniczone. W kraju istnieje około 20 większych zespołów badawczych aktywnych w obszarze techniki laserowej zlokalizowanych w centrach akademickich, instytutach resortowych oraz firmach, z których jedynie niektóre (nieliczne) posiadają oddziały badawcze. Niektóre z tych oddziałów prowadzą własne badania nad nowymi konstrukcjami i zastosowaniami laserów. Jedynie kilka z tych zespołów badawczych posiada większe możliwości naukowe oraz badawczy i techniczny potencjał. Większość z nich uczestniczy w europejskich programach infrastrukturalnych ramowych i posiada zaawansowaną współpracę międzynarodową. Prowadzone prace posiadają aktualny charakter, ale poza kilkoma wyjątkami, są to akcje o charakterze lokalnym i relatywnie niskim budżecie.
Najważniejsze obszary tematyczne w dziedzinie technologii laserowych, o relatywnie większym finansowaniu, z zaangażowaniem zespołów krajowych to: technologia laserów półprzewodnikowych, lasery na ciele stałym i lasery gazowe, komponenty laserowe i kilka innych. W zakresie zastosowań laserów są aktywne następujące obszary badawcze: optyczny zegar atomowy, teledetekcja laserowa, bezpieczeństwo, monitorowanie i ochrona środowiska naturalnego, medycyna i kosmetyka oraz obróbka materiałów.
Technologie laserowe w kraju podlegają systematycznemu rozwojowi. Aktywne zespoły wchodzą do ciągle nowych programów i sieci europejskich i uczestniczą w budowie Europejskiej Przestrzeni Badawczej w zakresie techniki laserowej. Uzyskują dostęp do dużej infrastruktury laserowej. Jak dotąd, próg budowy dużej infrastruktury laserowej, o wymiarach i ambicjach europejskich, w kraju nie został osiągnięty. Taka infrastruktura musi być połączona w sieć z infrastrukturą europejską. Wydaje się, że krajowe środowisko laserowe naukowo-przemysłowe mogłoby starać się stanowczo i efektywnie o jej budowę w kraju. Co najmniej kilka krajowych centrów naukowo-technicznych wydaje się być gotowych do podjęcia koordynacji inicjatyw i podołać znacznemu wysiłkowi budowy i utrzymania takiej infrastruktury. Budowa infrastruktury laserowej w Polsce jest ściśle związana z aktywnym uczestnictwem coraz większych krajowych zespołów w takich projektach, jak: ELI, HiPER, FLASH, E-XFEL, ALBA i podobnych. Jednym z najbardziej obiecujących projektów jest możliwość budowy lasera POLFEL. Nowoczesny part technologiczny może być zbudowany wokół takiej wielkiej maszyny prowadząc do rozwoju wielu gałęzi innowacyjnego przemysłu.
Duża nowoczesna infrastruktura badawcza, w tym laserowa, spełnia w kraju kilka ważnych funkcji o charakterze lokalnym i globalnym. Ograniczając się jedynie do celów krajowych można wymienić: wzmocnienie krajowych centrów laserowych, kształcenie ekspertów o unikalnych specjalnościach i klasie europejskiej, kształcenie młodzieży, możliwość budowy parku technologicznego wokół dużej infrastruktury badawczej o unikalnym charakterze oraz wiele innych. Obowiązkiem środowiska naukowo-przemysłowego technologii laserowych jest czynienie starań o rozwój tej dziedziny w kraju w jak najszerszym zakresie, włączając w to budowę dużej infrastruktury badawczej. Celem takich okresowych zebrań środowiska jak Sympozjum Techniki Laserowej jest podsumowywanie dokonań w tej dziedzinie i przypominanie o tych obowiązkach.
Literatura:
[1] Sympozjum Techniki Laserowej
[2] Gajda J., Romaniuk R.S.: Rozwój techniki laserowej w kraju. Elektronika, vol. 51, nr 4, 2010, str. 131–134.
[3] Romaniuk R.S.: POLFEL – laser na swobodnych elektronach w Polsce. Elektronika, vol 51, nr 4, 2010, str 83–87.
[4] Romaniuk R.S.: EuCARD i CARE – rozwój techniki akceleratorowej w Polsce. Elektronika, vol.49, nr 10, 2008, str 12–17.
[5] Romaniuk R.: Manufacturing and characterization of ring-index optical fibers. Optica Applicata 31 (2), pp. 425–444 (2001).
[6] Romaniuk R. et al.: Multicore single-mode soft-glass optical fibers. Optica Applicata 29 (1), pp. 15–49 (1999).
[7] Dorosz J., Romaniuk R.: Fiber Optics Department of Biaglass Co. Twenty years of research activities. Optica Applicata 28 (4), pp. 267– 291 (1998).
[8] Dorosz J., Romaniuk R.: Multicrucible technology of tailored optical fibres. Optica Applicata 28 (4), pp. 293–322 (1998).
[9] Romaniuk R.: Tensile strength of tailored optical fibres. Opto-electronics Review 8 (2), pp. 101–116 (2000).
[10] Romaniuk R.: Capillary optical fiber – design, fabrication, characterization and application, Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 56 (2), pp. 87–102 (2008).
[11] Romaniuk R. et al., Optical network and fpga/dsp based control system for free electon laser. Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 53 (2), pp. 123–138 (2005).
[12] Dybko A. et al.: Assessment of water quality based on multiparmeter fiber optic probe, Sensors and Actuators, B: Chemical,.51 (1–3), pp. 208–213 (1998).
[13] Dybko A. et al.: Efficient reagent immobilization procedure for ionsensitive optomembranes, Sensors and Actuators, B: Chemical, 39 (1–3), pp. 207–211 (1997).
[14] Dybko A. et al.: Applications of optical fibres in oxidation-reduction titrations, Sensors and Actuators, B: Chemical, 29 (1–3), pp. 374–377 (1995).
[15] Dybko A. et al.: Polymer track membranes as a trap support for reagent in fiber optic sensors, Journal of Applied Polymer Sciences, 59 (4), pp. 719–723 (1996).
[16] Mukherjee B. et al.: Application of low-cost Gallium Arsenide lightemitting-diodes as kerma dosemeter and fluence monitor for highenergy neutrons, Radiation Protection Dosimetry, 126 (1– 4), pp. 256–260 (2007).
[17] Romaniuk R. et al.: Metrological aspects of accelerator technology and high energy physics experiments, Measurement Science and Technology, 18 (8), art.no.E01 (2008).
[18] Fąfara P. et al.: FPGA-based implementation of a cavity field controller for FLASH and X-FEL, Measurement Science and Technology, 18 (8), pp. 2365–2371 (2008).
[19] Burd A. et al.: Pi of the sky – all-sky, real-time search for fast optical transients, New Astronomy, 10 (5), pp. 409–416 (2005).
[20] Burd A. et al.: Pi of the sky’ – automated search for fast optical transients over the whole sky, Astronomische Nachrichten, 325 (6–8), p. 674 (2004).
[21] Ackerman W. et al.: Operation of a free-electron laser from the extreme ultraviolet to the water window, Nature Photonics, 1 (6), pp. 336–342 (2007)
[22] Czarski T. et al.: Superconducting cavity driving with fpga controller, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 568 (2), pp. 854–862 (2006).
| REKLAMA |
|
|
| REKLAMA |
|
|
