harmonogram - ioe.wat.edu.pl · książka abstraktów instytut optoelektroniki wojskowa akademia...

XI Sympozjum Techniki Laserowej dofinansowane w ramach umowy 846/P-DUN/2016 ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę.

ORGANIZATORZY:Główny organizator

Współorganizatorzy:

DOFINANSOWANIE:

XI SYMPOZJUM TECHNIKI LASEROWEJ

STL 2016

Książka abstraktów

Instytut Optoelektroniki

Wojskowa Akademia Techniczna

Redakcja: prof. dr hab. inż. Jan K. Jabczyński

mgr Ewa Jankiewicz

DTP: Tomasz Wajnkaim

Druk: DRUKARNIA GRAFFITI

ul. Kolejowa 13, 05-092 Łomianki

www.drukarnia-graffiti.pl WSTĘP

Wstęp

Sympozjum Techniki Laserowej jest cykliczną konferencją naukową organizowaną od 1984 r. Pierwsze sympozjum zorganizowane przez Uniwersytet Mikołaja Kopernika odbyło się w Toruniu. Kolejne sympozja zorganizował Za-chodniopomorski Uniwersytet Technologiczny (wcześniej Politechnika Szczecińska) w Szczecinie (1987), a od 1990 roku w Świnoujściu. Organizację XI Sympozjum Techniki Laserowej w 2016 r. powierzono Instytutowi Optoelektro-niki Wojskowej Akademii Technicznej – uczelni, w której w 1963 r. uruchomiono pierwsze w kraju lasery. Współ-organizatorami XI STL są Politechnika Warszawska, Politechnika Wrocławska i Uniwersytet Warszawski. Głównym celem STL jest wymiana informacji i upowszechnianie wiedzy naukowo-technicznej z obszarów techniki laserowej i optoelektroniki. W sympozjum biorą udział przedstawiciele czołowych ośrodków akademickich, instytutów ba-dawczych oraz szerokie grono wytwórców i użytkowników techniki laserowej.Przewodniczącym Komitetu Naukowego XI Sympozjum Techniki Laserowej został prof. dr hab. inż. Zygmunt Mierczyk WAT, wspomagany przez trzech wice-przewodniczących, profesorów: Krzysztofa Abramskiego PWr; Michała Malinowskiego PW oraz Czesława Radzewicza UW. Komitet Honorowy XI STL tworzyło kilkunastu profesorów, w tym znakomici nestorzy techniki laserowej w Polsce, profesorowie: Z. Puzewicz, W. Woliński, Z. Jankiewicz i inni. XI Sympozjum STL 2016 podsumowuje osiągnięcia badawcze i techniczne w kraju w latach 2013-2016. Główne kierunki rozwojowe obejmują następujące obszary: kwantowe lasery kaskadowe, lasery światłowodowe, półprze-wodnikowe źródła światła, lasery na ciele stałym, funkcjonalne elementy optyczne i fotoniczne dla laserów, sprzęt laserowy do monitoringu i ochrony środowiska, lasery medyczne, laserowa mikroobróbka materiałów, laserowe infrastruktury badawcze, laserowe systemy bezpieczeństwa i obrony. Tematyka STL jest tradycyjnie podzielona na dwa obszary – rozwój oraz zastosowania laserów. Obszary te obejmują następujące zagadnienia:

• Rozwój Techniki Laserowej: źródła laserowe bliskiej i średniej podczerwieni, lasery pikosekundowe i fem-tosekundowe, lasery i wzmacniacze światłowodowe, lasery półprzewodnikowe, lasery wielkiej mocy i/lub wielkiej energii oraz ich zastosowania oraz nowe materiały i komponenty laserowe.

• Zastosowania Techniki Laserowej: techniki pomiarowe, metrologia, zastosowania badawcze i militarne, monitoring i ochrona środowiska naturalnego, teledetekcja substancji śladowych, medycyna i inżynieria biomedyczna, przemysł, obróbka materiałów oraz inżynieria materiałowa.

XI Sympozjum Techniki Laserowej jest dofinansowane w ramach umowy 846/P-DUN/2016 ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę.

Dyrektor Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej

płk dr inż. Krzysztof Kopczyński

HARMONOGRAM

6 | Sympozjum Techniki Laserowej STL 2016 Instytut Optoelektroniki. Wojskowa Akademia Techniczna | 7

Harmonogram referatów STL 2016 – wtorek, 27.09.2016

nr wtorek lista autorów tytuł afiliacje

RW1-1 9.15 - 10.00 Z. Jankiewicz, W. Woliński Meandry Techniki Laserowej WAT

RW1-2 10.00 - 10.45 W. Gawełda

Możliwości naukowe i wyzwania dla badań czasowo-rozdzielczych z wykorzystaniem rentgenowskich laserów na swobodnych elektronach

XFEL

RW1-3 10.45 - 11.05 J. Kwiatkowski Pompowane koherentnie lasery holmowe WAT

RW2-1 11.45 - 12.30 Y. StepanenkoCałkowicie światłowodowe femtosekundowe oscylatory laserowe z dużą energią impulsu

ICHF PAN

RW2-2 12.30 - 12.50

M. Nejbauer, Y. Stepanenko, J. Szczepanek, C. Radzewicz

Wzmacniacz światłowodowy impulsów femtosekundowych o wysokiej mocy średniej

ICHF PAN

RW2-3 12.50 - 13.10 G. Soboń, J. Sotor, K. M. Abramski

Femtosekundowe lasery światłowodowe na zakres spektralny 2 μm P. Wrocławska

RW2-4 13.10 - 13.30 G. Chrobak Lasery włóknowe dużej mocy IPG

RW3-1 15.00 - 15.45 H. Fiedorowicz

Laserowo-plazmowe źródła miękkiego promieniowania rentgenowskiego i skrajnego nadfioletu (EUV) do zastosowań w nauce i technologii

WAT

RW3-2 15.45 - 16.30 P. Wnuk Mocne, wysokoczęstotliwościowe źródło impulsów o stabilnej CEP do badań w średniej podczerwieni

ICHF PAN

RW3-3 16.30 - 16.50

A. Bartnik, W. Skrzeczanowski, T. Pisarczyk, P. Wachulak, T. Chodukowski, Z. Kalinowska, I. Saber, Ł. Węgrzyński, T. Fok, H. Fiedorowicz

Wytwarzanie plazmy niskotemperaturowej w wyniku fotojonizacji gazu impulsami promieniowania źródeł laserowo-plazmowych

WAT

RW3-4 16.50 - 17.10

T. Fok, Ł. Węgrzyński, V. Nefedova, J. Nejdl, M. Kozlova, A. Bartnik, P. Wachulak, R. Jarocki, H. Fiedorowicz

Generacja harmonicznych wyższych rzędów w wyniku oddziaływania femtosekundowych impulsów laserowych wielkiej mocy z wielostrumieniową tarczą gazową

WAT

PL1 17.30 - 19.30 Sesja plakatowa - I

Harmonogram referatów STL 2016 – środa, 28.09.2016

środa lista autorów tytuł

RS1-1 9.00 - 9.45 K. JanulewiczPostępy fizyki silnych pól optycznych w Korei Płd. / Advanced Photonics Research Institute, GIST, South Korea

GIST

RS1-2 9.45 - 10.30 J. Badziak Laserowe akceleratory jonów IFPiLM

RS1-3 10.30 - 10.50 R. Romaniuk Źródła światła V generacji P. Warszawska

RS1-4 10.50 - 11.10 A. K. Sokół, Ł. Piskorski, R. P. Sarzała

Generacja promieniowania z zakresu średniej podczerwieni z wykorzystaniem półprzewodnikowych laserów dyskowych

P. Łódzka

RS1-5 11.10 - 11.30

A. Maląg, G. Sobczak, E. Dąbrowska, M. Teodorczyk, A. Dąbrowski

Stabilizacja wiązki w płaszczyźnie złącza poprzez preferencję wysokiego modu bocznego w diodach laserowych na pasmo 980 nm

ITME

RS2-1 12.00 - 12.45 A. Antończak Laserowa mikroobróbka polimerów biodegradowalnych P. Wrocławska

RS2-2 12.45 - 13.05P. Kozioł, M. Walczakowski, T. Baraniecki

Laserowa selektywna strukturyzacja powierzchni przewodzących EIT+

RS2-3 13.05 - 13.25 R. Pawlak, M. Tomczyk, M. Walczak

Laserowe odwzorowanie struktur w cienkowarstwowych przewodnikach transparentnych

P. Łódzka

RS2-4 13.25 - 13.45

A. Sarzyński, K. Czyż, J. Marczak, A. Rycyk, M. Strzelec, D. Chmielewska

Laserowe mikro-strukturowanie powierzchni do zastosowań w inżynierii materiałowej i biomedycznej

WAT

RS2-5 13.45 - 14.05 Z. Mucha, K. Mulczyk Modelowanie przetapiania laserowego liniowym źródłem ciepła P. Świętokrzyska

RS3-1 15.00 - 15.20

J. Kurzac, K. Gruber, B. Kuźnicka, T. Kurzynowski, E. Chlebus

Mikrostruktura oraz własności mechaniczne superstopu Inconel 718 przetwarzanego technologią selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków SLM

P. Wrocławska

RS3-2 15.20 - 15.40

R. Dziedzic, B. Kuźnicka, J. Kurzac, T. Kurzynowski, E. Chlebus

Własności tytanu modyfikowanego renem przetworzonego technologią laserowej mikrometalurgii proszków

P. Wrocławska

RS3-3 15.40 - 16.00 K. Gruber, W. Stopyra, J. Kurzac, E. Chlebus

Wpływ strategii skanowania na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali nierdzewnej 316L (1.4404) przetwarzanej w procesie selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków (SLM)

P. Wrocławska

RS3-4 16.00 - 16.20B. Antoszewski, H. Danielewski, J. Kasińska, W. Zowczak

Laserowe spawanie stali austenitycznej i martenzytycznej do pracy w podwyższonych temperaturach

P. Świętokrzyska

RS3-5 16.20 - 16.40 Z. Mucha, J. Widłaszewski, P. Kurp, K. Mulczyk

Laserowe kształtowanie cienkościennych płaskowników wspomagane mechanicznie

P. Świętokrzyska

PL2 17.00 – 19.30 Sesja plakatowa - II PL1


Harmonogram referatów STL 2016 – czwartek, 29.09.2016

czwartek lista autorów tytuł

RC1-1 9.00 - 9.45 A. Zając, J. Szymańska, Ł. Gryko

Lasery półprzewodnikowe vs diody LED w diagnostyce i terapii medycznej P. Białostocka

RC1-2 9.45 - 10.05

R. Lewandowski, E. A. Trafny, M. Stępińska, A. Gietka, P. Kotowski, M. Dobrzyńska, M. P. Łapiński

Dobór parametrów napromieniowania ze źródła LED ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych w celu stymulacji ich wzrostu i proliferacji

WAT

RC1-3 10.05 - 10.25

L. Piechowski, M. Sawczak, W. Cenian, J. Szymańczyk, M. Jędrzejewska-Szczerska and A. Cenian

Dermatological diode laser with wavelength 975 nm - its first applications for neurofibroma and hemangiomas

IMszPrz PAN

RC1-4 10.25 - 10.45

P. N. Osuchowska, A. Sarzyński, M. Strzelec, Z. Bogdanowicz, J. Marczak, M. P. Łapiński, E. A. Trafny

Sita molekularne jako metoda izolacji krążących komórek nowotworowych WAT

RC1-5 10.45 - 11.05

M. Dobrzyńska, M. Stępińska, R. Lewandowski, A. Gietka, M. P. Łapiński, E. A. Trafny

Ocena zmian w poziomie autofluorescencji ludzkich komórek w hodowli in vitro

WAT

RC2-1 11.35 - 12.20 Z. Mierczyk, K. Kopczyński

Nowe systemy uzbrojenia i obrony w zakresie energii skierowanej WAT

RC2-2 12.20 - 12.40T. Drozd, Z. Mierczyk, M. Zygmunt, J. Wojtanowski

Metoda optycznej transmisji danych z wykorzystaniem laserów impulsowych WAT

RC2-3 12.40 - 13.00 P. Knysak, Z. Mierczyk, M. Zygmunt, M. Traczyk

Laserowa transmisja danych z zastosowaniem modulatora współczynnika odbicia

WAT

RC2-4 13.00 - 13.20

M. Kujawińska, K. Malowany, M. Malesa, P. Łapka, J. Marczak

Badania skutków oddziaływania wiązki laserowej wysokiej mocy z wykorzystaniem metody Cyfrowej Korelacji Obrazu

P. Warszawska

RC3-0 15.00 - 15.45D. Balitsky, P. Villeval, D. Lupinski, M-A. Herrmann

Industrial production of large scale LBO and RTP crystals for high-efficient lasers CRISTAL LASER SA

RC3-1 15.45 - 16.30 J. Sotor, G. Soboń, K. M. Abramski

Nowe nanomateriały w laserowej technice generacji ultrakrótkich impulsów

P. Wrocławska

RC3-2 16.30 - 16.50

L. Sojka, Z. Tang, H. Sakr, E. Beres-Pawlik, D. Furniss, A. Seddon, T.M. Benson, S. Sujecki

Luminescencja w zakresie średniej podczerwieni z szkieł chalkogenidkowych domieszkowanych jonami ziem rzadkich

P. Wrocławska

RC3-3 16.50 - 17.10

J. Młyńczak, K. Kopczyński, N. Belghachem, J. Kisielewski, R. Stępień, M. Wychowaniec, J. Galas, D. Litwin, A. Czyżewski

Monolityczny mikrolaser impulsowy generujący promieniowanie 1,5 µm WAT

RC3-4 17.10 - 17.30

J. Komar, M. Berkowski, M. Głowacki, P. Solarz, A. Jeżowski, W. Ryba-Romanowski

Optyczne i termiczne właściwości kryształów Gd3(Al,Ga)5O12:Ho3+, Gd3(Al,Ga)5O12:Tm3+ i Gd3(Al,Ga)5O12:Er3+, potencjalnych ośrodków czynnych laserów krystalicznych generujących w zakresie bliskiej podczerwieni

INTiBS PAN

RC3-5 17.30 - 17.50 G. Dudzik, J. Rzepka i K. M. Abramski

Detekcja sygnałów DAVLL z synchronicznym przełączaniem polaryzacji wykorzystująca ciekły kryształ ferroelektryczny jako metoda stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego

P. Wrocławska


Harmonogram referatów STL 2016 – piątek, 30.09.2016

piątek lista autorów tytuł

RP1-1 9.00 - 9.45 T. Kozacki Holografia cyfrowa w pomiarach i obrazowaniu trójwymiarowym P. Warszawska

RP1-2 9.45 - 10.05

K. Kopczyński, J. Kubicki, J. Młyńczak, J. Mierczyk, K. Hackiewicz

Zdalne wykrywanie par alkoholu w poruszających się pojazdach WAT

RP1-3 10.05 - 10.25M. Muzal, Z. Mierczyk, M. Zygmunt, W. Piotrowski

Laserowy pomiar prędkości pojazdów WAT

RP1-4 10.25 - 10.45

M. Mularczyk-Oliwa, A. Bombalska, M. Kwaśny, K. Kopczyński, M. Włodarski, M. Kaliszewski, J. Kostecki

Charakterystyka i klasyfikacja pyłków roślinnych za pomocą laserowych metod optycznych

WAT

RP1-5 10.45 - 11.05

M. Józwik, M. Trusiak, K. Liżewski, N. Voznesenskiy, M. Kujawińska

Metody badania odchyłek kształtu powierzchni elementów optycznych do budowy systemów formowania wiązki lasera wysokiej mocy

P. Warszawska

RP1-6 11.05 - 11.25 J. Rzepka, G. Budzyń, T. Podżorny, J. Tkaczyk

Wieloosiowy interferometr laserowy do badań geometrii maszyn P. Wrocławska

RP2-1 12.00 - 12.45

T. Stacewicz, Z. Bielecki, J. Wojtas, J. Mikołajczyk, D. Szabra, P. Magryta, A. Prokopiuk

Optoelektroniczny system wykorzystujący spektroskopię laserową do wykrywania markerów chorobowych w oddechu ludzkim

UW, WAT

RP2-2 12.45 - 13.05

D. Lisak, A. Cygan, S. Wójtewicz, P. Wcisło, M. Zaborowski, G. Kowzan, P. Masłowski, R. Ciuryło

Absorpcyjna i dyspersyjna spektroskopia laserowa wzmocniona wnęką optyczną UMK

RP2-3 13.05 - 13.25

J. Mikołajczyk, M. Panek, P. Magryta, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Wojtas

Wybrane algorytmy analizy i przetwarzania sygnałów w spektroskopii strat we wnęce optycznej

WAT

RP2-4 13.25 - 13.45

E. Bereś-Pawlik, H. Stawska, M. Popenda, Ł. Pajewski, R. Hossa

Spektroskopia wielofotonowa z wykorzystaniem czujników światłowodowych

P. Wrocławska

RP2-5 13.45 - 14.05A. Głuszek, A. Hudzikowski, F. K. Tittel

Kompaktowe, spektroskopowe sensory stężenia gazów, pracujące w zakresie średniej podczerwieni: zasada działania i aplikacje

P. Wrocławska

PL1 Sesja plakatowa – I; wtorek 27.09.2016, godz.17.30 – 19.30

PL1-1J. Bogusławski, G. Soboń, I. Pasternak, A. Krajewska, W. Strupiński, K. M. Abramski, J. Sotor „Generacja solitonów sprzężonych w laserze światłowodowym z nasycalnym absorberem na bazie grafenu” Politechnika Wrocławska / Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie

PL1-2 M. Michalska, J. Świderski „Światłowodowy układ laserowy z pasywną synchronizacją modów generujący promieniowanie o długości fali ~2 μm” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-3 A. Mossakowska-Wyszyńska, P. Witoński, P. Szczepański „Analiza nieliniowej struktury periodycznej wykazującej parzystą symetrię” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, Instytut Łączności

PL1-4R. Piekarski, B. Janaszek, P. Szczepański, R. Mroczyński „Analiza możliwości generacji impulsów ultrakrótkich w planarnej strukturze hybrydowej z wykorzystaniem grafenu jako nieliniowego absorbera” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW / Instytut Łączności, ul. Szachowa 1, 04-894 Warszawa

PL1-5

M. Pawliszewska, G. Soboń, P. Kaczmarek, A. Przewolka, I. Pasternak, P. Peterka, W. Strupiński, K. Abramski, J. Sotor „Generacja ultrakrótkich impulsów w zakresie spektralnym 2070 – 2090 nm w układzie lasera ze światłowodem aktywnym domieszkowanym jonami holmu” Politechnika Wrocławska / Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych / Instytut Fotoniki i Elektroniki Czeskiej Akademii Nauk, Praga, Czechy

PL1-6 R. P. Sarzała, K. Pijanowski, M. Gębski, M. Marciniak, W. Nakwaski „Projekt lasera TJ VCSEL wykonanego na bazie materiałów azotkowych” Instytut Fizyki, Politechnika Łódzka

PL1-7J. Marczak, A. Rycyk, K. Czyż, W. Skrzeczanowski, R. Ostrowski, M. Strzelec, K. Jach, R. Świerczyński „Badania quasi-ciągłego i impulsowego oddziaływania silnego promieniowania laserowego na materiały techniki wojskowej” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-8M. Michalska, W. Brojek, Z. Rybak, P. Sznelewski, M. Mamajek, J. Świderski „Światłowodowy laser tulowy do zastosowań w małoinwazyjnej chirurgii endoskopowej i robotycznej” Instytut Optoelektroniki WAT/METRUM CRYOFLEX / Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich

PL1-9 M. Michalska, M. Mamajek, J. Świderski „Światłowodowy laser tulowy z przełączanym wzmocnieniem i pasywną synchronizacją modów” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-10

J. Tarka, J. Bogusławski, I. Pasternak, A. Przewółka, G. Soboń, W. Strupiński, K. M. Abramski, J. Sotor „Skalowanie mocy erbowego lasera światłowodowego pracujęcego w trybie synchronizacji modów z nasycalnym absorberem na bazie grafenu” Politechnika Wrocławska / Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych

PL1-11 J. Rzepka, G. Budzyń, T. Podżorny, J. Tkaczyk „Układ stabilizacji kierunku wiązki laserowej” Politechnika Wrocławska / Lasertex Sp. z o. o.

PL1-12 Ł. F. Gorajek „Przestrajalny, impulsowy laser Cr2+:ZnSe” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-13A. Tyszka-Zawadzka, B. Janaszek, P. Szczepański, R. Mroczyński „Własności propagacyjne aktywnych struktur falowodowych HMM funkcjonalizowanych grafenem” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW / Instytut Łączności

PL1-14

Ł. Węgrzyński, T. Fok, P. Wnuk, Y. Stepanenko, P. Wachulak, A. Bartnik, H. Fiedorowicz, Cz. Radzewicz, K. Lawniczak-Jabłońska „Źródło ultrakrótkich impulsów promieniowania rentgenowskiego w zakresie keV powstałych w wyniku oddziaływania impulsów lasera NOPCPA z tarczą wykonaną z ciała stałego” Instytut Optoelektroniki WAT / Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk/Instytut Fizyki Eksperymentalnej, Uniwersytet Warszawski

PL1-15J. Marczak, R. Świerczyński, R. Ostrowski, A. Sarzyński, W. Skrzeczanowski, M. Strzelec, A. Rycyk, K. Czyż „Modelowanie procesów przetapiania tarcz metalowych impulsami lasera ciągłego działania z preimpulsami” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-16P. Kaczmarek, A. Wąż, G. Soboń, J. Sotor, K. M. Abramski „Układy synchronizacji fazy wiązek w światłowodowych wzmacniaczach do wykorzystania w układach koherentnego sumowania wiązek laserowych” Politechnika Wrocławska

PL1-17 P. Kaczmarek, A. Wąż, G. Dudzik, D. Stachowiak, K. M. Abramski „Światłowodowy Wzmacniacz „eye-safe” do układów MOPA o mocy wyjściowej 20W” Politechnika Wrocławska / Wrocławskie Centrum Badań EIT+

PL1-18 M. Kaśków, W. Żendzian „Pompowany poprzecznie laser Nd:YAG z samo-adaptującym rezonatorem” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-19 R. Piekarski, B. Janaszek, M. Kieliszczyk, R. Piramidowicz „Analiza generacji w strukturze lasera światłowodowego z rezonatorem w konfiguracji typu theta” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW

PL1-20 K. Krzempek, K. M.Abramski „Całkowicie światłowodowy laser z synchronizacją modów generujący impulsy o energii 2,1 µJ” Politechnika Wrocławska


PL1-21 J. Kwiatkowski, W. Żendzian, J. K. Jabczyński „Pompowany diodowo laser Tm:YAP jako wydajne źródło pompujące na długości fali 1940 nm” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-22 M. Kwaśny, A. Gietka, P. Kotowski, Z. Mierczyk „Źródła światła we współczesnej fotochemoterapii” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-23 M. Naurecka, B. Sierakowski, M. Kwaśny „Badania własności spektroskopowych fotouczulaczy dla metody PDT” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-24 A. Romiszewska, W. Kasprzycka, A. Padzik-Graczyk „Opracowanie metody analitycznej do oznaczania zawartości kwasu 5-ALA w maści stosowanej w terapii fotodynamicznej” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-25P. Szymczyk, G. Ziółkowski, A. Pawlak, B. Dybała, E. Chlebus „Wytwarzanie Biomechanicznych Struktur Funkcjonalnych za pomocą technologii Selective Laser Melting” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, CAMT-FPC

PL1-26B. Janaszek, A. Tyszka-Zawadzka, P. Szczepański, R. Mroczyński „Analiza wzmocnienia w objętościowych strukturach metamateriałów hiperbolicznych funkcjonalizowanych grafenem” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, Instytut Łączności

PL1-27 M. Skórczakowski, G. Daszczuk „Monoimpulsowy laser Er:YAG @2.94 µm o energii do 50mJ i repetycji do 40Hz” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-28 M. Kowalczyk, K. M. Abramski, J. Sotor „Ultraszybki laser Yb:KGW z hybrydową synchronizacją modów” Politechnika Wrocławska

PL1-29A. Czupryński, M. Adamiak „Przyczyny pęknięć różnoimiennych złączy zakładkowych lutospawanych laserem diodowym dużej mocy” Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej, Katedra Spawalnictwa, Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

PL1-30 J. Górka, S. Stano “The structure and properties of laser beam welded joints without additional material in S700MC thermomechanically rolled steel” Politechnika Śląska w Gliwicach, Instytut Spawalnictwa w Gliwicach

PL1-31D. Janicki, J. Górka, A. Czupryński, M. Żuk „Napawanie laserem diodowym warstw wierzchnich kompozytowych na osnowie kobaltu ze sferycznym węglikiem wolframu” Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Spawalnictwa

PL1-32 A. Antonik, W. Skrzeczanowski, J. Janucki, R.Ostrowski „Niepewności pomiaru w akredytowanych badaniach mocy i energii promieniowania laserowego” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-33R. Piekarski, B. Janaszek, M. Kieliszczyk , P. Bortnowski, E. Siejak, R. Krysiński, K. Anders, R. Piramidowicz „Analiza parametrów generacyjnych lasera światłowodowego z rezonatorem w konfiguracji typu theta” Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW

PL1-34G.A. Wubetu, T. J. Kelly, P. van Kampen, P. Wachulak, A. Bartnik, W. Skrzeczanowski, H. Fiedorowicz and J.T. Costello „Czasowo-rozdzielcza spektroskopia emisyjna plazmy laserowej stopu aluminium w powietrzu” Instytut Optoelektroniki WAT

PL1-35 Ł. Boruc, M. Giemza „Pompowane diodowo lasery ciała stałego z modulacją dobroci do zastosowań w znakowarkach laserowych” Solaris Laser S.A.

PL1-36M. Kochanowicz, J. Żmojda, P. Miluski, T. Ragiń, A. Zając, M. Sitarz, P. Jeleń, D. Dorosz .’ Światłowody germanowe ko-domieszkowane jonami Yb3+/Tm3+/Ho3+ ’, Politechnika Białostocka/ Akademia Górniczo Hutnicza

PL1-37J. Żmojda, M. Kochanowicz, P. Miluski, T. Ragiń, W. Pisarski, J. Pisarska, M. Sitarz, D. Dorosz, A. Zając .’ Światłowody szkło-ceramiczne domieszkowane jonami lantanowców ’, Politechnika Białostocka/ Akademia Górniczo Hutnicza

PL2 Sesja plakatowa – II środa 28.09.2016 godz. 17.00 – 19.30

PL2-1K. Czyż, R. Ostrowski, A. Sarzyński, A. Rycyk, M. Strzelec, R. Major, P. Wilczek „Ablacja laserowa w zastosowaniu do acceluryzacji komórek” Instytut Optoelektroniki WAT / Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN / Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi

PL2-2M. Klein, M. Sawczak, R. Barbucha, A. Cenian „Laserowa modyfikacja warstw tlenkowych w barwnikowym ogniwie fotowoltaicznym” Ośrodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przepływowych PAN / Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska

PL2-3 K. Kobiela, R. Dziedzic, I. Smolina, P. Szymczyk, E. Chlebus „Opracowanie procesu laserowego wtapiania proszku renu w podłoże z CP-Ti Gr2” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny

PL2-4 M. Tański, J. Mizeraczyk „Parametryczne badania procesu nanosekundowej mikroobróbki laserowej wybranych materiałów” Katedra Elektroniki Morskiej, Akademia Morska w Gdyni

PL2-5B. Stępak, K. Łęcka, T. Płonek, A. A. Antończak „Laserowo indukowana modyfikacja powierzchni węgla pirolitycznego” Wydział Elektorniki Mikrosystemów i Fotoniki Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska / Klinika Chirurgii Serca, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu

PL2-6M. Tomczyk, R. Szklarek, R. Pawlak „Laserowa modyfikacja rezystancji powierzchniowej elektrod wolframowych wykorzystywanych do oporowego zgrzewania miedzianych przewodów wielodrutowych” Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ

PL2-7 M. Tomczyk, R. Pawlak, M. Walczak „Zastosowanie technik planowania eksperymentu do optymalizacji laserowej obróbki powierzchni materiałów” Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ

PL2-8 E. Korzeniewska, R. Pawlak, M. Tomczyk, M. Walczak, D. Bieliński, K. Kałuzińska, M. Siciński „Zastosowanie lasera światłowodowego do teksturowania elastomerów” Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ

PL2-9 Ł. Ruta, M. Walczak „Zastosowanie lasera światłowodowego do precyzyjnego cięcia krzemu” Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ

PL2-10

G. Ziółkowski, P. Szymczyk, T. Kurzynowski, B. Dybała, E. Chlebus „Zastosowanie metody technicznej tomografii komputerowej do kontroli jakości obiektów wytwarzanych w laserowych technologiach przyrostowych” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, CAMT-FPC

PL2-11 R. Belka, J. Kęczkowska, P. Sęk “Raman study of TiO2 coatings modified by UV pulsed laser” Politechnika Świętokrzyska

PL2-12L. Czyżewska, R. Łyszczek, M. Gil, A. Jusza, J. Pędzisz, R. Piramidowicz, P. Mergo „Nowe aktywne związki kompleksowe europu i terbu dla technik laserowych” Pracownia Technologii Światłowodów, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW

PL2-13 A. Hudzikowski, A. Głuszek, F. K. Tittel „Pomiar szumów ultraniskoszumnych źródeł prądowych do zasilania laserów” Politechnika Wrocławska / Rice University

PL2-14P. Mergo, R. Łyszczek, M. Gil, A. Jusza, L. Czyżewska, J. Pędzisz, J. Kopeć, R. Piramidowicz „Aktywne polimery dla technologii aktywnych światłowodów polimerowych” Pracownia Technologii Światłowodów, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW

PL2-15 E. Dąbrowska, M. Teodorczyk, K. Kiełbasiński, A. Maląg „Nanosrebro w technologii diod laserowych” Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych

PL2-16 M. Kaliszewski, M. Włodarski, J. Młyńczak, Z. Zawadzki, M. Mularczyk-Oliwa, A. Bombalska, K. Kopczyński „Laserowy detektor aerozoli biologicznych” Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-17M. Kaszczuk, Z. Mierczyk, M. Zygmunt, T. Drozd, A. Gawlikowski, A. Gietka, M. Jakubaszek, P.Knysak, A. Młodzianko, M. Muzal, R. Ostrowski, W. Piotrowski, J. Wojtanowski „Wielospektralny skaner laserowy w ochronie i monitoringu środowiska” Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-18 M. Kaszczuk, Z. Mierczyk „Baza danych charakterystyk reflektancyjnych materiałów dla celów lotniczego skaningu laserowego” Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-19 P. Kurp, Z. Mucha, K. Mulczyk, R. Gradoo, P. Trela „Wpływ przygotowania powierzchni na współczynnik absorpcji promieniowania laserowego” Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej

PL2-20

P. Magryta, J. Nowak, T. Stacewicz, S. P. Malinowski, B. Petersen, B. Seredyński, A. Wiśniewski „Optoelektroniczne detektory pary wodnej” Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydz. Fizyki, Uniwersytet Warszawski / Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski / Department of Physics, Humboldt-Universität zu Berlin

PL2-21 M. Miczuga, K. Kopczyński „Zastosowanie laserów kaskadowych do detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery” Instytut Optoelektroniki WAT


PL2-22 M. Panek, M. Chodnicki, A. Tkacz, S. Chojnowski, J. Mikołajczyk, J. Wojtas „Układ przetwarzania sygnału dla spektroskopii strat we wnęce optycznej” Instytut Optoelektroniki WAT / Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych

PL2-23J. Radziejewska, W. Moćko, A. Sarzyński, K. Jach, J. Marczak, K. Czyż, A. Rycyk, M. Strzelec „Pomiary przemieszczeń płytek metalowych napędzanych przez impuls promieniowania laserowego” Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN / Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-24P. W. Wachulak, A. Torrisi, A. Bartnik, L. Wegrzynski, T. Fok, H. Fiedorowicz „Mikroskop pracujący w zakresie „okna wodnego” z rozdzielczością 60nm na bazie laserowo-plazmowego źródła SXR i jego przykładowe aplikacje” Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-25T. Florian, A. Grabowski, M. Sozańska „Laserowe znakowanie materiałów metalowych stosowanych w medycynie” Colop Polska Sp. z o.o. Instytut Fizyki - CND, Zakład Fizyki Ciała Stałego, Politechnika Śląska / Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Nauki o Materiałach, Politechnika Śląska

PL2-26

A. Gradzik, J. Nawrocki, G. Mrówka-Nowotnik, J. Sieniawski „Analiza wad napawanej warstwy Stellite 694 na podłożu nadstopów niklu Inconel 738LC i 713C wytworzonej z użyciem wiązki lasera” Katedra Materiałoznawstwa, Politechnika Rzeszowska / Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego Politechniki Rzeszowskiej

PL2-27K. Krupa, W. Habrat, J. Sieniawski „Stan warstwy wierzchniej nadstopu niklu Inconel 718 po nagrzewaniu laserowym dla wspomagania procesu toczenia” Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego, Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

PL2-28 M. Musztyfaga-Staszuk „Selektywne spiekanie laserowe jedną z nowoczesnych technologii laserowej obróbki powierzchni” Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Spawalnictwa

PL2-29

A. Pawlak, P. Szymczyk, G. Ziółkowski, E. Chlebus, A. F. Junka „Przetwarzanie stopu magnezu AZ31 w technologii Selektywnej Laserowej Mikrometalurgii dla przyszłościowych aplikacji medycznych” Politechnika Wrocławska, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji /Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Parazytologii

PL2-30 A. Rzeźnikiewicz „Jakość cięcia laserowego stali o podwyższonej granicy plastyczności” Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Spawalnictwa

PL2-31I. Smolina, J. Kurzac, R. Dziedzic, T. Kurzynowski, E. Chlebus „Przetwarzanie metali wysokotopliwych technologią selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków (SLM) na przykladzie wolframu” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji

PL2-32W. Stopyra, J. Kurzac, K. Gruber, T. Kurzynowski, E. Chlebus „Wpływ mocy lasera na głębokość penetracji oraz geometrię ścieżki skanowania w technologii selektywnej laserowej mikrometalurgii” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji

PL2-33 B. Antoszewski, S. Tofil „Laserowe spawanie nakładek irydowo platynowych na elektrody świec zapłonowych” Politechnika Świętokrzyska

PL2-34 K. Kobiela, R. Dziedzic, I. Smolina, P. Szymczyk, E. Chlebus „Opracowanie procesu laserowego wtapiania proszku renu w podłoże z CP-Ti Gr2” Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny

PL2-35 J. Kubicki, K. Kopczyński, J. Młyńczak, „Emisyjno-absorpcyjna metoda zdalnego wykrywania par i gazów” Instytut Optoelektroniki WAT

PL2-36M. Teodorczyk, E. Dąbrowska, O. Jeremiasz, K. Krzyżak, A. Maląg „Kontakty dla krzemowych ogniw słonecznych otrzymywane metodą laserowego wygrzewania i wtapiania past SILVER CON” Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych

REFERATY


RW1-1Meandry techniki laserowej

Zdzisław Jankiewicz1, Wiesław Woliński2

1 Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna2 Politechnika Warszawska

Autorzy tego wystąpienia należą do szczęściarzy. Na początku ich drogi aktywności zawodowej pojawił się jeden z ważniejszych wynalazków XX wieku – LASER. Należeli do zespołów, które opracowały i uruchomiły pierwsze w kraju urządzenia laserowe, i pozostali wierni tej tematyce do dnia dzisiejszego. Przedmiotem tego wystąpienia nie będą jednak dokonania autorów. Jedynym jego bohaterem jest sam LASER: drogi (meandry) jego rozwoju oraz inwazja zastosowań (różnorodne ich meandry) optycznego promieniowania, w nauce i go-spodarce.Za datę wynalezienia lasera uznaje się datę publikacji artykułu Th. Maimana w czasopiśmie Nature (4 lipca 1960) donoszącego o uruchomieniu optycznego masera rubinowego. Była to jednocześnie pierwsza realizacja idei A. Einsteina w tym zakresie widma. W pasmie optycznym nie znano dotychczas metod wytwarzania spój-nego promieniowania. Stąd znaczenie strategiczne, wręcz epokowość tego wynalazku. W referacie przedstawia się krótko drogi rozwoju i dominację poszczególnych typów laserów, uwzględniając przede wszystkim trudny start laserów półprzewodnikowych. Nowe technologie epitaksji (MBE i MOCVD), a przede wszystkim konstrukcja studni kwantowych dokonały przełomu. Na początku lat 90. podstawowe typy Diod Laserowych (DL) osiągnęły sprawności powyżej 50% oraz moce (emiterów i ich matryc) na poziomie wystarczającym do powszechnego wykorzystania. Jednym z nich, co należy podkreślić, jest pobudzanie innych laserów ciała stałego, zapewniające im sprawności powyżej 10%, oraz możliwość budowy układów o specy-ficznych geometriach, np. wzmacniaczy i laserów włóknowych. Mówiąc o zastosowaniach techniki laserowej zwracamy uwagę na ich powszechność. Nie istnieją takie ob-szary nauki, techniki i gospodarki, gdzie zastosowania fotoniki, a w jej ramach laserów, nie odgrywałyby pierwszorzędnej roli. Fotonika, jeżeli chodzi o jej rangę, porównywana jest często z elektroniką. Uważa się, że „wiek XXI nazwany zostanie wiekiem fotoniki” tak jak „wiek XX uznano za wiek elektroniki”. Spośród gamy unikatowych zastosowań fotoniki (podobnie jak elektroniki) można wyróżnić takie, które spełniają kryteria „niezbędności” i „niezastępowalności”. Uzasadnia to proponowaną nazwę wieku XXI. Do takich zastosowań fotoniki należy niewątpliwie telekomunikacja światłowodowa. W tym wystąpieniu chcemy jednak sięgnąć do przykładów mniej znanych, lecz ze względu na rangę i stopień zaangażowania lase-rów, równie ważnych. Są to dwa zagadnienia z dziedziny metrologii: budowa optycznego wzorca czasu oraz wykrywanie fal grawitacyjnych. Wykorzystywany do tej pory mikrofalowy, cezowy wzorzec czasu osiągnął kres stabilności na poziomie 10-15. Ten poziom stabilności osiągnięty został głównie dzięki laserom (Nagrody Nobla z 1989 i 1997). Ocenia się, że przejście z częstotliwością wzorca w zakres optyczny może podnieść jego stabilność do 10-18. Ostatnie osią-gnięcia w dziedzinie laserów (grzebień laserowy i uruchomienie generatora optycznego o stabilności 2x10-18) już dziś umożliwiają ustanowienie wzorca optycznego i redefinicję jednostki czasu – sekundy. Fale grawitacyjne, których istnienie przewidział A. Einstein w 1916 r. zostały wykryte przez urządzenia LIGO (Laser Interferometer Gravitional Wave Obserwatory) w 2016 r. Podstawową częścią systemu LIGO jest la-serowy interferometr Michelsona. Wymagany poziom czułości tego układu i warunki pomiaru czynią z niego jeden z najbardziej złożonych i wyrafinowanych układów laserowych, jakie dotychczas zbudowano. Obserwa-cje fal grawitacyjnych otwierają jakościowo nowy kanał, którym mogą docierać do nas informacje o wszech-świecie.Zastosowania, o których mowa powyżej i wiele innych zawdzięczamy odkrytym 55 lat temu laserom.

[email protected]

RW1-2Możliwości naukowe i wyzwania dla badań czasowo-rozdzielczych z wykorzystaniem rentgenowskich laserów na swobodnych elektronach

Wojciech Gawełda1,2

1European XFEL, Albert-Einstein-Ring 19, 22761 Hamburg, Niemcy2Instytut Fizyki, Uniwersytet Jana Kochanowskiego, ul. Świętokrzyska 15, 25-406 Kielce, Polska

Wraz z dostępnością silnych źródeł impulsowego promieniowania rentgenowskiego, zarówno trzeciej (syn-chrotrony) jak i czwartej (lasery FEL) generacji, otwarte zostały nowe możliwości zastosowania różnych metod z zakresu spektroskopii rentgenowskiej i technik dyfrakcyjnych do badań nad dynamiką reakcji chemicznych i przejść fazowych w różnorodnych układach materii w fazie skondensowanej. W szczególności techniki po-miarowe “pump-probe” wykorzystujące ultrakrótkie impulsy promieniowania rentgenowskiego w kombinacji z optycznymi impulsami laserowymi pozwalają na badania dynamicznych zmian w skali czasowej 100 femto-sekund zachowując atomową rozdzielczość przestrzenną.W tym referacie przedyskutowane zostaną zagadnienia związane z generacją ultrakrótkich impulsów rent-genowskich przy użyciu laserów na swobodnych elektronach oraz ich charakterystyką widmową i czasową. Zostaną również zaprezentowane przykłady dotychczasowych badań czasowo-rozdzielczych przy wykorzysta-niu istniejących laserów rentgenowskich oraz plany naukowe na najbliższą przyszłość związane z najnowocze-śniejszym laserem rentgenowskim European XFEL, który zostanie oddany do użytku w 2017 roku, a w którego konstrukcję i eksploatację partnersko włączyła się również Polska.

[email protected]


RW1-3Pompowane koherentnie lasery holmowe

Jacek Kwiatkowski

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Postęp technologiczny bez wątpienia związany jest z opracowywaniem nowych urządzeń oraz zapotrzebowa-niem rynku na coraz nowsze, innowacyjne rozwiązania. W wielu zastosowaniach wymagane są źródła lasero-we generujące promieniowanie w zakresie średniej podczerwieni o dużych mocach i energiach wyjściowych, krótkich czasach trwania generowanych impulsów oraz bardzo dużych mocach szczytowych pracujących z częstotliwościami powtarzania rzędu pojedynczych kHz. Jednymi z najwydajniejszych konstrukcji spełnia-jącymi te wymagania są obecnie impulsowe lasery stałe domieszkowane jonami holmu w układzie krótkiego rezonatora, pompowane koherentnie w pasmo absorpcji jonów holmu innymi laserami. Holmowe źródła la-serowe, oprócz możliwości bezpośredniego wykorzystania promieniowania laserowego z obszaru 2 mm do wielu zastosowań, stanowią obecnie najwydajniejsze źródła pompujące do generatorów parametrycznych OPO opartych na nieliniowych kryształach takich jak np. ZGP.W prezentacji przedstawione zostaną różne rozwiązania układów laserowych opartych na ośrodkach czynnych domieszkowanych jonami holmu pracujących w trybie CW oraz impulsowym. Przedstawione zostaną najpo-pularniejsze metody pompowania ośrodków holmowych w układach: laser pompujący – generator holmo-wy, a także zalety oraz wady poszczególnych rozwiązań konstrukcyjnych. Zostaną przedstawione parametry kryształów laserowych domieszkowanych jonami holmu w różnych osnowach oraz ich potencjalne możliwości zastosowania w układach dużej mocy i energii generowanych impulsów. W analizie obecnego stanu wiedzy na temat pompowanych koherentnie laserów holmowych zostaną uwzględnione wyniki badań własnych laserów opartych na ośrodkach czynnych Ho:YAG oraz Ho:YLF w układach generatora oraz wzmacniacza MOPA.

[email protected]

RW2-1Całkowicie światłowodowe femtosekundowe oscylatory laserowe z dużą energią impulsu

Yuriy Stepanenko1*, Jan Szczepanek2, Tomasz Kardaś1

1Instytut Chemii Fizycznej PAN, Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa2 Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki, Pasteura 5, 02-093 Warszawa

Zwiększająca się liczba aplikacji przemysłowych z zastosowaniem ultraszybkich laserów zainicjowała wielkie zapotrzebowanie na nowe ultrastabilne konstrukcje laserowe. Ze szczególnym zainteresowaniem spotkały się lasery generujące impulsy o dużej energii i pracujące z dużą częstością repetycji. Dodatkowym ważnym parametrem jest niska cena oraz łatwość i niezawodność konstrukcji. Nadzieję na spełnienie wszystkich tych wymogów dają nam ultraszybkie lasery światłowodowe. Przy produkowaniu dużych energii impulsów w la-serach światłowodowych napotykamy się jednak na kilka poważnych problemów. Zwiększona energia powo-duje, między innymi, nasilenie procesu wymuszonego rozproszenia Ramana oraz wydajne mieszanie czterech fal – są to główne źródła niestabilności czasowych i niekorzystnych zmian widma impulsów w konstrukcjach światłowodowych Rys.1.W niniejszej prezentacji przedstawione zostaną nowoczesne metody modelowania, analizy oraz projekto-wania całkowicie światłowodowych femtosekundowych systemów laserowych o dużej energii impulsu z uwzględnieniem wykorzystania światłowodów o dużym polu modowym.

Rys. 1. Pomiar ewolucji widma ultrakrótkiego impulsu laserowego w zależności od jego energii. Składowe widmowe poja-wiające się po stronie dłuższych długości fal są manifestacją zjawiska wymuszonego rozpraszania Ramana

[email protected]


RW2-2Wzmacniacz światłowodowy impulsów femtosekundowych o wysokiej mocy średniej

Michał Nejbauer1,2, Yuriy Stepanenko1, Jan Szczepanek2, Czesław Radzewicz2

1 Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa2 Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego, ul. Hoża 69, 00-681 Warszawa

Lasery światłowodowe pozwoliły przekroczyć psychologiczną barierę kW mocy średniej lasera przy zachowaniu pracy jednomodowej [1]. Gwarantują także wysoką niezawodność, także w przypadku źródeł impulsów femtose-kundowych [2]. Wzmacnianie krótkich impulsów światła we włóknach światłowowdowych wciąż pozostaje wy-zwaniem. Impulsy femtosekundowe, charakteryzujące się wysoką mocą szczytową, szybko akumulacją nieliniową fazę, która – w połączeniu z dyspersją materiałową – degraduje jakość impulsu w domenie czasowej [3].W niniejszej pracy zostaną zaprezentowane wyniki budowy układu laserowego, wytwarzającego oraz wzmac-niajacego impulsy femtosekundowe we włóknach światłowodowych. Aby zredukować wpływ efektów nie-liniowych zastosowano dwa rozwiązania: technikę CPA (Chirped Pulse Amplification), która polega na cza-sowym rozciągnięciu impulsu, wzmocnieniu, a następnie kompresji do pierwotnego czasu trwania; oraz wykorzystano największe możliwe rozmiary rdzeni jednomodowych fotonicznych włókien aktywnych do-mieszkowanych iterbem, w tym włókno typu ‘pręt’ o średnicy modu rdzenia 85 mm. Osiągnięta moc średnia lasera wynosiła >65 W na częstości powtarzania 900 kHz, a największa zarejestrowana energia impulsu >200 mJ na częstości powtarzania 100 kHz. Czas trwania impulsu wynosił ok. 500 fs, a parametr jakości przestrzen-nej wiązki (M2) typowo nie przekraczał wartości 1.3. Cały konstrukcja jest niezwykle kompaktowa (zajmuje powierzchnię 120 x 90 cm): wykorzystuje jednie dwa stopnia wzmocnienia i cechuje się wysoką stabilnością parametrów w czasie.

Rys. 1. Po lewej: autokorelacja impulsów emitowanych przez zbudowany laser femtosekundowy oraz profil przestrzenny wiązki. Po prawej: zdjęcie układu laserowego

[1] Y. Jeong, J. Sahu, D. Payne, and J. Nilsson, „Ytterbium-doped large-core fiber laser with 1.36 kW continuous-wave output power,” Opt. Express 12, 6088 (2004)[2] J. Szczepanek, T. M. Kardaś, M. Michalska, C. Radzewicz, and Y. Stepanenko, “Simple all-PM-fiber laser mode-locked with a nonlinear loop mirror,” Opt Lett. 40, 3500 (2015).[3] M. Laskownicki, J. Szczepanek,Y. Stepanenko, P. Skibiński, P.Wasylczyk, M. Nejbauer, C. Radzewicz, “Femto-second fiber CPA system in a single pass configuration”, Photonics Letters of Poland 6, 8 (2014).

[email protected]

RW2-3Femtosekundowe lasery światłowodowe na zakres spektralny 2 μm

Grzegorz Soboń, Jarosław Sotor, Krzysztof M. Abramski

Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Lasery światłowodowe domieszkowane tulem (z emisją w zakresie średniej podczerwieni, tj. 1,9 – 2,0 μm) są obecnie jedną z najdynamiczniej rozwijanych gałęzi techniki laserowej. Główną motywację do rozwoju tego typu laserów stanowią ich liczne potencjalne aplikacje w medycynie i dermatologii. Ponadto, w zakre-sie 1,9 – 2,0 μm swoje linie absorpcyjne mają dwa podstawowe gazy cieplarniane – dwutlenek węgla (CO2) oraz podtlenek azotu (N2O). Badania nad generacją szerokopasmowego promieniowania pokrywającego ten zakres mogą istotnie przyczynić się do rozwoju bardzo czułych systemów detekcji śladowych ilości molekuł w atmosferze.W referacie zostaną zaprezentowane najnowsze osiągnięcia Grupy dotyczące ultraszybkich laserów światło-wodowych domieszkowanych tulem: wykorzystujących nasycalne absorbery na bazie nanomateriałów (np. grafen, nanorurki węglowe), jak również nieliniową rotację polaryzacji (NPR). Na rys. 1(a) przedstawiono schemat układu całkowicie światłowodowego lasera tulowego z normalną dyspersją. Mechanizmem syn-chronizacji modów jest NPR. Laser składa się kolejno z: odcinka włókna tulowego, włókna kompensującego dyspersję (ang. dispersion compensating fiber, DCF), kontrolera polaryzacji, dzielnika polaryzacyjnego, oraz sprzęgacza hybrydowego (łączącego w sobie sprzęgacz wyjściowy, izolator oraz multiplekser WDM). Laser pompowany jest na długości fali 1566 nm. W takim układzie uzyskano generację szerokopasmowych soli-tonów rozproszonych (ang. dissipative soliton), o szerokości pasma nawet do 100 nm. Na rys. 2(a) przedsta-wiono uzyskane widma optyczne oraz przebiegi autokorelacji impulsów dla dwóch przypadków wypadkowej dyspersji rezonatora: 0.014 ps2 (górny wykres) oraz 0.021 ps2 (dolny wykres). Dla dyspersji 0.014 ps2 uzyskano generację impulsów o długości 198 fs i szerokości pasma 60 nm. Wydłużenie włókna DCF, a co za tym idzie – zwiększenie wypadkowej dyspersji (do 0.021 ps2) pozwoliło na generację jeszcze szerszych widm – aż do 100 nm (czas trwania impulsu: 371 fs). Są to aktualnie najszersze spektralnie impulsy osiągnięte z całkowicie światłowodowego lasera tulowego o dyspersji normalnej.

Rys. 1. Schemat lasera tulowego o dyspersji normalnej (a), wygenerowane widma optyczne oraz autokorelacje impulsów wyjściowych dla dwóch wartości wypadkowej dyspersji (0.014 oraz 0.021 ps2) (b)

Prezentowane badania finansowane są ze środków Narodowego Centrum Nauki (decyzja nr DEC-2013/11/D/ST7/03138).

[email protected]


RW2-4Lasery włóknowe dużej mocy

Grzegorz Chrobak, Łukasz Bigus

IPG Photonics Sp. z o.o., Gliwice

Intensywny rozwój technologii laserów włóknowych przez firmę IPG Photonics pozwolił na osiągnięcie spraw-ności energetycznej przekraczającej 50% dla laserów z serii YLS ECO. Optymalizacja poszczególnych para-metrów, począwszy od długości fali oraz natężenia prądu diod pompujących w module laserowym (rys. 1), poprzez usprawnioną konstrukcję bloku włóknowego, na dedykowanym zasilaczu skończywszy pozwoliła na znaczące obniżenie zużycia energii elektrycznej całego układu. W porównaniu z konkurencyjnymi rozwiąza-niami lasery YLS z serii ECO pozwalają na uzyskanie oszczędności energii na poziomie 60% dla pojedynczego wykonanego seryjnie detalu produkcyjnego.

Rys. 1. Optymalizacja długości fali oraz natężenia prądu diod pompujących

Firma IPG Photonics wprowadziła na rynek innowacyjny system do wielowiązkowej obróbki materiałów. System Trifocal pozwala na prowadzenie trzech niezależnych wiązek promieniowania laserowego w jednym światłowodzie procesowym (rys. 2), co znacząco ułatwia zastosowanie systemu Trifocal w istniejących liniach produkcyjnych. Wiązka główna pozwala na prowadzenie procesu spawania/lutospawania podczas gdy wiązki poboczne (pomocnicze) prowadzą proces usuwania warstw tlenków (zanieczyszczeń) w precyzyjnie określo-nych obszarach złącza co pozwala na znaczącą poprawę własności zarówno wizualnych, jak i mechanicznych złączy.

Rys. 1. Wielowiązkowy system laserowy [email protected]

RW3-1Laserowo-plazmowe źródła miękkiego promieniowania rentgenowskiego i skrajnego nadfioletu (EUV) do zastosowań w nauce i technologii

Henryk Fiedorowicz, Andrzej Bartnik, Przemysław Wachulak, Roman Jarocki, Jerzy Kostecki, Mirosław Szczurek, Daniel Adjei, Inam Ul Ahad, Mesfin Ayele, Tomasz Fok,

Ismail Saber, Anna Szczurek, Alfio Torrisi, ŁukaszWęgrzyński

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna,ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W referacie przedstawione zostaną laserowo-plazmowe źródła promieniowania w zakresie widmowym mięk-kiego promieniowania rentgenowskiego i skrajnego nadfioletu (EUV), które zostały ostatnio opracowane w Instytucie Optoelektroniki WAT na potrzeby zastosowań w różnych obszarach nauki i współczesnej techno-logii. Promieniowanie tych źródeł jest wytwarzane w plazmie wysokotemperaturowej powstającej w wyniku oddziaływania nanosekundowych impulsów laserowych wielkiej mocy z materią w postaci tzw. impulsowej tarczy gazowej (ang. gas puff target). Tarcze gazowe, formowane poprzez wstrzyknięcie niewielkiej porcji gazu pod wysokim ciśnieniem, są naświetlane impulsami promieniowania wytwarzanymi w układach komercyj-nych laserów typu Nd:YAG, generujących impulsy laserowe o czasie trwania od 1 ns do 10 ns i energii of 0,5 J do 10 J w pojedynczym impulsie, z częstością powtarzania impulsów 10 Hz. Tarcze gazowe są wytwarzane za pomocą układu wysokociśnieniowych zaworów elektromagnetycznych, wyposażonych w specjalna dyszę podwójną, która pozwala na formowanie dwustrumieniowej tarczy gazowej, umożliwiającej wytwarzanie promieniowania rentgenowskiego i EUV z dużą wydajnością bez niszczenia i degradacji dyszy gazowej przez plazmę. Źródła mogą być wyposażone w różnego typu układy optyczne do formowania i ogniskowania wiązki promieniowania rentgenowskiego lub EUV. Jako układy optyczne zastosowano osiowosymetryczne elipsoidal-ne zwierciadła całkowitego zewnętrznego odbicia, zwierciadła wieloelementowe typu „oko raka” (ang. lob-ster eye) oraz interferencyjne zwierciadła elipsoidalne z pokryciem cienkimi warstwami Mo/Si. W prezentacji zostaną omówione przykłady zastosowania tych źródeł w mikro- i nano-obróbce materiałów oraz modyfikacji polimerów, w mikroskopii z nanometrową rozdzielczością przestrzenną, mikro-radiografii i tomografii impul-sowej, w badaniach fotojonizacji gazów i wytwarzania plazmy niskotemperaturowej oraz w radiobiologii.

Referat obejmuje prace wykonane w latach 2010-2015, które były finansowane przez: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (projekty EUREKA E! 3892 ModPolEUV oraz COST Action MP0601), Fundację Nauki Polskiej (HOMING 2009 Programme), Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (program LIDER), Narodowe Cen-trum Nauki oraz Komisję Europejską (projekty Laserlab Europe, CEZAMAT i OPTOLAB oraz program EXTATIC).

[email protected]


RW3-2Mocne, wysokoczęstotliwościowe źródło impulsów o stabilnej CEP do badań w średniej podczerwieni

Paweł Tadeusz Wnuk1,2,3, Harald Fuest2,3, Marcel Neuhaus2,3, Johannes Schoetz2,3, Mitra, Sambit2,3, Michael Förster4, Peter Hommelhoff4, Matthias Kling2,3

1Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw, ul. Pasteura 5, 02-093 Warsaw, Poland

2Max-Planck-Institut für Quantenoptik, D-85748 Garching, Germany3Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, D-85748 Garching, Germany

4Fraunhofer Institute for Laser Technology, Steinbachstrasse 15, 52074 Aachen, Germany

Parametryczne wzmacnianie impulsów femtosekundowych stanowi obecnie jedną z najbardziej obiecujących ścieżek prowadzących do generacji intensywnych mocy szczytowych, często przekraczających moc petawatów (1015 W). Ze względu na naturę procesów parametrycznych, pozbawione są one absorbcji na fali lasera pom-pującego, a tym samym efekty termiczne są znacznie mniejsze niż w typowych wzmacniaczach laserowych. Dzięki temu możliwe jest rozwijanie źródeł laserowych o wysokich mocach średnich, na różnych długościach fal, przy jednoczesnym zachowaniu szerokiego spektrum, niezbędnego do generacji krótkich impulsów fem-tosekundowych. W niniejszym wystąpieniu przedstawiony zostanie układ laserowy służący do generacji fem-tosekundowych impulsów laserowych w zakresie średniej podczerwieni. Źródłem zasiewającym jest femto-sekundowy oscylator światłowodowy, połączony z dwustopniowym przedwzmacniaczem światłowodowym. Główny stopień wzmocnienia impulsów pompujących stanowi wzmacniacz w technologii Innoslab oparty na krysztale iterbu, pozwalający generować impulsy o czasie trwania 1000 fs przy mocy średniej powyżej 400 W [1]. Wzmocnione impulsy dzielone są na trzy kanały, przy czym pierwszy służy do generacji super-kontinuum (źródło zasiewające) drugi kanał jest przetwarzany na drugą harmoniczną służącą do wzmacniani superkontinuum, w zakresie 620-740 nm. Tak wzmocnione widmo następnie wykorzystywane jest, jako wiąz-ka pojmująca do kolejnego stopnia wzmacniania parametrycznego, gdzie generowana jest różnica częstości z trzecim kanałem wiązki pompującej. W wyniki procesu generacji różnicy częstości, generowane jest widmo w zakresie fal 1600-2500 nm – pozwalające na generację impulsów o trzech oscylacjach pola elektrycznego. Dzięki wykorzystaniu różnicy częstości z impulsów pochodzących z tego samego źródła, generowane impulsy posiadaj stabilną fazę obwiednia nośna (CEP) [2]. Przedstawione zostaną pierwsze rezultaty z wykorzystaniem tak wygenerowanego silnego pola elektrycznego w układach nanometrycznych, dodatkowo wzmacniających oddziaływujące pole elektryczne.1. P. Russbueldt, T. Mans, G. Rotarius, J. Weitenberg, H. D. Hoffmann, and R. Poprawe, Opt. Express 17(15),

12230–12245 (2009)2. C. Vozzi, G. Cirmi, C. Manzoni, E. Benedetti, F. Calegari, G. Sansone, S. Stagira, O. Svelto, S. De Silvestri,

M. Nisoli, and G. Cerullo, Opt. Express 14(21), 10109–10116 (2006)[email protected]

RW3-3Wytwarzanie plazmy niskotemperaturowej w wyniku fotojonizacji gazu impulsami promieniowania źródeł laserowo--plazmowych Andrzej Bartnik1, Wojciech Skrzeczanowski1, Tadeusz Pisarczyk2, Przemysław Wachulak1,

Tomasz Chodukowski2, Zofia Kalinowska2, Ismail Saber1, Łukasz Węgrzyński1, Tomasz Fok1, Henryk Fiedorowicz1

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 2 Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Hery 23, 00-908 Warszawa

Niskotemperaturowa plazma wytwarzana w wyniku fotojonizacji atomów krótkofalowym promieniowaniem w zakresie widmowym miękkiego promieniowania rentgenowskiego (ang. soft X-ray – SXR) i skrajnego nadfio-letu (ang. extreme ultraviolet) jest ważnym przedmiotem badań astrofizycznych. Plazma taka występuje we wszechświecie w przypadku bardzo wielu obiektów astronomicznych, np. w dyskach akrecyjnych, fotosferze białych karłów, itp. Badania laboratoryjne tego typu plazmy, określane często w literaturze terminem astro-fizyka laboratoryjna (ang. laboratory astrophysics) prowadzone są głównie z zastosowaniem wysokoenerge-tycznych urządzeń plazmowych (ang. high energy density - HED), wytwarzających impulsy promieniowania SXR o gęstości mocy rzędu 1010 - 1011 W/cm2 [1-3]. Plazma wytwarzana za pomocą urządzeń typu HED charak-teryzuje się temperaturą elektronową rzędu kilkudziesięciu eV. Plazmę o temperaturze o rząd niższej można wytwarzać za pomocą impulsów promieniowania jonizującego generowanego za pomocą laboratoryjnych źródeł laserowo-plazmowych [4,5].Plazma niskotemperaturowa, poza badaniami w zakresie astrofizyki laboratoryjnej, jest także szeroko wy-korzystywana w technologii. Jest ona wytwarzana za pomocą różnego typu standardowych generatorów plazmowych, stosowanych np. do wytrawiania mikro- i nanostruktur w układach mikroelektronicznych oraz mikromechanicznych. Jest też stosowana do modyfikacji powierzchni różnych materiałów w celu zmiany ich własności optycznych, chropowatości, zwilżalności, poprawy biokompatybilności itp. Plazma w takich genera-torach wytwarzana jest różnymi metodami, pod niskim ciśnieniem lub ciśnieniem atmosferycznym. Niezależ-nie jednak od metody wytwarzania i gęstości ośrodka gazowego, gęstość elektronowa plazmy, nie przekracza wartości 1013 cm-3, a zwykle jest na poziomie 1011 cm-3. W przypadku plazmy niskotemperaturowej wytwarza-nej impulsami SXR i EUV gęstości te mogą być nawet o kilka rzędów wielkości wyższe. W przeprowadzonych ostatnio badaniach wykazano możliwość osiągnięcia gęstości elektronowej o wartości powyżej 1018 cm-3 [6] Ponadto możliwe jest wytwarzanie w ten sposób plazmy reaktywnej, podobnie jak w standardowych genera-torach plazmowych, która może być przydatna w procesach technologicznych. W referacie przedstawione zostaną wyniki eksperymentalnych badań niskotemperaturowej plazmy wytwa-rzanej poprzez naświetlanie gazów impulsami promieniowania z zakresu skrajnego nadfioletu (EUV) gene-rowanego w źródłach laserowo-plazmowych. Przedstawione zostaną wyniki pomiarów temperatury plazmy uzyskane na podstawie rozkładów widmowych w zakresie EUV oraz UV/VIS a także gęstości elektronowej z rozdzielczością czasowo-przestrzenną na podstawie pomiarów interferometrycznych.Literatura1. S. Fujioka et al., Nature Phys. 5 (2009) 821-8252. H.G. Wei et al., Astrophys. J. 683, 577–583 (2008)3. J.E. Bailey et al., J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 71, 157 (2001)4. A. Bartnik et al., Physics of Plasmas 23, 043512 (2016) 5. A. Bartnik et al., Journal of Instrumentation 11, C03009 (2016)6. A. Bartnik et al, Plasma Phys. Control. Fusion 58, 014009 (2015)

[email protected]


RW3-4Generacja harmonicznych wyższych rzędów w wyniku oddziaływania femtosekundowych impulsów laserowych wielkiej mocy z wielostrumieniową tarczą gazową

Tomasz Fok1, Łukasz Węgrzyński1, Victoria Nefedova2, Jaroslav Nejdl2,3, Michaela Kozlova2,3, Andrzej Bartnik1, Przemysław Wachulak1,

Roman Jarocki1, Henryk Fiedorowicz1

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, Polska2Instytut Fizyki AS CR, ELI Beamlines Project, Praga, Czechy

3Instytut Fizyki Plazmy AS CR, Praga, Czechy

Generacja harmonicznych wyższych rzędów (ang. High-order Harmonic Generation - HHG) w rezultacie od-działywania femtosekundowych impulsów laserowych z ośrodkami gazowymi jest jedną z metod wytwarza-nia spójnego promieniowania w zakresie widmowym miękkiego promieniowania rentgenowskiego (ang. Soft X-ray Radiation - SXR) i skrajnego nadfioletu (ang. Extreme Ultraviolet - EUV).Wytwarzane w ten sposób impulsy promieniowania o bardzo krótkim czasie trwania (w zakresie femto- i attosekund) znalazły zastoso-wanie w wielu obszarach nauki, np. w badaniach ultraszybkich procesów zachodzących w półprzewodnikach i materiałach magnetycznych, bezsoczewkowym obrazowaniu dyfrakcyjnym z nanometrową rozdzielczością, w badaniach dynamiki elektronów w molekułach metodami interferometrii, zasiewaniu (ang. seeding) impul-sów w laserach na elektronach swobodnych (FEL). Jednakże dalsze możliwości stosowania tego typu źródeł promieniowania w praktyce silnie zależą od zwiększenia efektywności generacji wysokich harmonicznych.Jedną z metod poprawy efektywności konwersji energii impulsów laserowych na energię impulsów spójne-go promieniowania w zakresie EUV jest zastosowanie efektu sprzężenia fazy promieniowania laserowego i promieniowania harmonicznych, które występuje podczas oddziaływania impulsu laserowego z ośrodkiem o zmiennym przestrzennym rozkładzie gęstości wzdłuż kierunku propagacji. W pracy zostaną zaprezentowane wyniki badań generacji harmonicznych wyższych rzędów z zastosowaniem wielostrumieniowej tarczy gazowej opracowanej w Instytucie Optoelektroniki WAT. Badania przeprowadzono w ośrodku naukowym Prague Asterix Laser System (PALS) w Pradze oraz Zakładzie Techniki Laserowej IOE WAT. Wykonane pomiary harmonicznych w zakresie długości fal około 30 nm (27., 29. i 31. harmoniczna) wykazały wzrost wydajności generacji w porównaniu z ośrodkiem o stałym rozkładzie gęstości gazu. Badania były współfinansowane w ramach 7. Programu Ramowego Komisji Europejskiej Laserlab Europe 284464, Akcji COST MP1203 STSM 210914-044488 oraz grantu dziekańskiego RMN 08-754.

[email protected]

RS1-1Postępy fizyki silnych pól optycznych w Korei Płd.

K. A. Janulewicz

Instytut Optoelektroniki WAT, WarszawaCenter for Femto-Atto Science and Technology, Advanced Photonics Research Institute,

GIST, Gwangju 500-712, South Korea

Prezentacja zawiera przegląd rozwoju laserów ultra-wysokich gęstości mocy w Korei Płd. Zaczynając z pozio-mu kilohercowych laserów na szafirze domieszkowanym Ti, będzie pokazana droga do obecnego poziomu mocy szczytowej 4 PW i poważnych planow budowy lasera exawatowego. Informacja o parametrach wyj-ściowych istniejących sytemów laserowych będzie wsparta opisem zakresu badań z ich wykorzystaniem. Eks-perymenty dotyczące przyspieszania elektronów i jonów prowadziły do rekordowych rezultatów. Plazmowe lasery rentgenowskie zostały użyte do obrazowania mikroobjektów z wysoką rozdzielczością (30-50 nm). Te dziedziny zostały wsparte przez fizykę wysokich gestości energii i attofizykę. Ta ostatnia ma zasadniczo dłu-gą tradycję w Korei i wciąż dostarcza wyniki najwyższej klasy. Używając niskoenergetyczne lasery udało się uzyskać poprzez laserową mikroeksplozję w dielektrykach interesujące informacje o przejściach fazowych w materiałach zawierających różne formy silikatów. Wreszcie, po raz pierwszy w Korei wykorzystano lasery o wysokiej repetycji do generacji energetycznych fotonów dla celów dyfrakcji i spektroskopii rentgenowskiej.

Rys.1. Schemat systemu laserowego Ti:szafir 2x1 PW w CoRELS (Center for Relativistic Laser Science) w [email protected]


RS1-2Laserowe akceleratory jonów

Jan Badziak

Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy, Warszawa

Rozwój technologii laserów impulsowych, szczególnie intensywny w ostatnich dwu dekadach, zaowocował zbudowaniem laserów generujących bardzo krótkie, pikosekundowe lub femtosekundowe impulsy światła o mocach sięgających petawatów i natężeniach ~1020 – 1021W/cm2. W wyniku oddziaływania takich impul-sów z materią (np. tarczą stałą) wytwarzana jest plazma , w której impuls laserowy indukuje bardzo silne pole elektryczne o amplitudzie dochodzącej do 10 – 100 GV/cm. W tak silnym polu jony mogą być przy-spieszane do energii przekraczającej 1GeV na odległości krótszej od 1 cm. Wiązki jonów wytwarzane w tego rodzaju akceleratorze (akceleratorze laserowym) mają szereg unikatowych właściwości, których uzyskanie w tradycyjnych akceleratorach jonów jest bardzo trudne, a niekiedy niemożliwe. Należy do nich bardzo krót-ki czas trwania impulsu jonowego (~ 1ps lub krótszy) oraz bardzo duże natężenie, gęstość prądu i fluencja wiązki jonów, których wartości mogą sięgać lub nawet przekraczać, odpowiednio, 1020 W/cm2, 1012A/cm2, 1020 jonów/cm2. Stwarza to możliwość różnorakich zastosowań wiązek jonów wytwarzanych w akceleratorach laserowych w badaniach naukowych, medycynie i technologii. W referacie omówione będą podstawowe metody laserowej akceleracji jonów, obecny stan badań w tym zakresie oraz perspektywy rozwoju laserowych akceleratorów jonów związane między innymi z budową mul-ti-petawatowych laserów femtosekundowych w ramach europejskiej infrastruktury laserowej ELI (Extreme Light Infrastructure). Przedstawione zostaną niektóre wyniki badań prowadzonych nad laserową akceleracją jonów w Polsce, w tym w Laboratorium Laserów Wielkiej Mocy IFPiLM. Zarysowane zostaną także perspekty-wy wykorzystania wiązek jonów wytwarzanych w akceleratorach laserowych w fizyce jądrowej, w badaniach ekstremalnych stanów materii oraz w hadronowej terapii nowotworów.

[email protected]

RS1-3Źródła światła V generacji

Ryszard S. Romaniuk1

1Instytut Systemów Elektronicznych, WEiTI, Politechnika Warszawska, Nowowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

Źródła światła koherentnego są jednym z podstawowych narzędzi badawczych w biologii, technice i innych dziedzinach. Synchrotronowe źródło światła składa się z kilku podstawowych części: źródła energii którym jest akcelerator wiązki elektronowej, konwertera wiązka elektronowa – wiązka fotonowa którym jest undu-lator, oraz fotonowych linii użytkowych. Każda z tych części osobno jest skomplikowanym urządzeniem pod-legającym obecnie szybkiemu rozwojowi technologicznemu. Przyszłościowe źródła światła piątej generacji bazują na zupełnie nowych rozwiązaniach wszystkich tych części podstawowych, w porównaniu ze źródłami poprzednich generacji. Źródłem energii jest nowej generacji miniaturowy akcelerator laserowo-plazmowy o polu elektrycznym rzędu setek GV/m. Miniaturowy undulator testowany jest w technologii MEMS z nowych materiałów. Także testowane są undulatory plazmowe, wówczas znaczna część maszyny jest jednorodna technologicznie. Klasyczne próżniowe i trudne do sterowania linie eksperymentalne i rozprowadzanie wiązki światła zmieniają swoje znaczenie w przypadku dostępności miniaturowych undulatorów umieszczonych tuż przy lub wewnątrz indywidualnej stacji eksperymentalnej. Po wstępie dotyczącym źródeł światła poprzednich generacji, referat pokazuje bieżące kierunki badawcze nad wymienionymi częściami składowymi źródeł świa-tła piątej generacji. W niektórych przypadkach jest to kontynuacja i modernizacja poprzednich technologii, w większości jest to odważna próba zastosowania zupełnie nowych technologii jak akceleracji laserowo-pla-zmowej wiązki elektronowej. Młodzi uczeni z ISE PW biorą udział w pracach nad niektórymi elementami takich przyszłościowych źródeł światła.

[email protected]


RS1-4Generacja promieniowania z zakresu średniej podczerwieni z wykorzystaniem półprzewodnikowych laserów dyskowych

Adam K. Sokół, Łukasz Piskorski, Robert P. Sarzała

Instytut Fizyki, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Polska

W pracy dokonano numerycznej analizy możliwości wykorzystania półprzewodnikowych laserów dyskowych (SDL, ang. semiconductor disk laser) do generacji promieniowania o długości fali z zakresu spektralnego śred-niej podczerwieni (3-5 μm). Zakres ten jest istotny z punktu widzenia takich zastosowań jak: bezprzewodowa komunikacja w wolnej przestrzeni, diagnostyka medyczna, pomiary termowizyjne, spektroskopia laserowa czy monitorowanie środowiska i detekcja gazów np. CO, CO2, NO, CH4. Lasery typu SDL stanowią z kolei szcze-gólną rodzinę laserów półprzewodnikowych, które łączą w sobie zalety innych laserów półprzewodnikowych oraz laserów dyskowych opartych na ciele stałym, dzięki czemu umożliwiają emisję promieniowania o stosun-kowo dużej mocy i jednocześnie doskonałej jakości wiązki.W pracy zbadane zostały dwa podejścia do generacji promieniowania z zakresu średniej podczerwieni z wykorzy-staniem półprzewodnikowych laserów dyskowych. Pierwsze z nich polega na użyciu lasera wykonanego w tech-nologii antymonkowej do bezpośredniej emisji w pożądanym zakresie spektralnym. Wstępne wyniki symulacji (rys. 1a) pokazują, że teoretycznie, poprzez odpowiedni dobór składu studni i barier, możliwe jest wykonanie ob-szarów czynnych laserów typu SDL, pozwalających na generację promieniowania o długości fali nie tylko z zakresu 3-4 μm, ale również z zakresu 4-5 μm. Drugie podejście polega na wykorzystaniu dwufalowego lasera typu SDL do generacji częstotliwości różnicowej (DFG, ang. difference frequency generation), która odpowiadałaby długości fali z zakresu średniej podczerwieni. Laser ten miałaby wykorzystywać dwa oddzielne arsenkowe obszary czynne InGa-As/GaAs i GaInNAs/GaAs do jednoczesnej generacji promieniowania o dwóch różnych długościach fali z zakresów spektralnych od 900 do 1040 nm i od 1250 do 1400 nm, a częstotliwość różnicowa byłaby generowana w krysztale nieliniowym umieszczonym wewnątrz wnęki rezonansowej. Rysunek 1b pokazuje, że poprzez odpowiedni dobór długości fal emitowanych przez laser, metoda ta umożliwiałaby teoretycznie pokrycie całego zakresu spektralnego średniej podczerwieni 3-5 μm.

Rys. 1. a) Rozkłady wzmocnienia studni GaInAsSb o różnych składach dla bariery Al0.30Ga0.70As0.02Sb0.98. b) Zależność długości fali możliwej do otrzymania w wyniku generacji częstotliwości różnicowej od długości fali długiej

dla różnych długości fali krótkiej w zakresie emisji obszarów czynnych InGaAs/GaAs i GaInNAs/GaAs

PodziękowaniaProjekt został częściowo sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer: DEC-2014/15/N/ST7/05290 i DEC-2012/07/D/ST7/02581.

[email protected]

RS1-5Stabilizacja wiązki w płaszczyźnie złącza poprzez preferencję wysokiego modu bocznego w diodach laserowych na pasmo 980 nm

Andrzej Maląg, Grzegorz Sobczak, Elżbieta Dąbrowska, Marian Teodorczyk, Andrzej Dąbrowski

Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, 01-919 Warszawa, ul. Wólczyńska 133 Stabilizacja wiązki w płaszczyźnie złącza w szerokopaskowych diodach laserowych (DL - dużej mocy) jest ciągle przedmiotem poszukiwań konstrukcyjnych i technologicznych. Najczęściej proponowane są różne rozwiąza-nia mające na celu stabilizację podstawowego modu bocznego w jak najszerszym zakresie wysterowań DL. Do takich rozwiązań należą struktury ‘flared waveguide’, a ostatnio np. struktury z kontrolowanym termicz-nym efektem falowodowym. Rozwiązania te są ciągle w fazie badań. Proponowane tu rozwiązanie polega na wbudowaniu w heterostrukturę laserową na pasmo 980 nm lateralnej struktury periodycznej (LSP, złożonej z N par naprzemiennych pasków przewodzących i izolujących, jak na Rys. 1) w płaszczyźnie złącza. Przy odpo-wiednich parametrach procesu technologicznego zapewnia to preferencję modu bocznego o numerze n = N-1 (gdy n = 0 jest modem podstawowym). Jest to działanie inne niż tzw. matryc sprzężonych fazowo (phase-loc-ked arrays), choć konstrukcyjnie struktury wydają się podobne. Struktura periodyczna wymusza stabilność n-tego modu (o nieco większej rozbieżności niż modu podstawowego) w szerokim zakresie wysterowań, co stabilizuje rozkład kątowy - średnicę wiązki i często jej profil. Jest to pokazane na Rys. 2, gdzie porównano DL szerokopaskową o rosnącej rozbieżności ze wzrostem prądu sterującego oraz DL z LPS (N = 18), w której położenie kątowe maksimów modu n = 17 (± 5°, definiujące rozbieżność) jest stałe. Szczegóły konstrukcji LSP decydują o możliwych profilach wiązki, co zostanie szerzej omówione.

Rys. 2. Rozkłady kątowe promieniowania DL szerokopaskowej (po lewej) oraz DL z LSP o N = 18 (po prawej) preferującej mod n = 17,reprezentowany przez boczne maksima, których położenie kątowe jest stałe

Praca wykonana w ramach projektu statutowego ITME. [email protected]

Rys.1.Fotofrafia SEM ujawnionej chemicz-nie LPS o module Λ=9 μm w płaszczyźnie równoległej do powierz -chni luster. Jest

tu 18 pasków aktywnych przedzielonych paskami izolacyj- nymi otrzymanymi przez

implant. He

mailto:[email protected]


RS2-1Laserowa mikroobróbka polimerów biodegradowalnych

Arkadiusz J. Antończak1, Bogusz D. Stępak2, Katarzyna Łęcka1, Krzysztof M. Abramski1

1Wydział Elektroniki, Grupa Elekroniki Laserowej i Światłowodowej, 2Wydział Elektorniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-327 Wrocław

Oddziaływanie promieniowania laserowego na polimery charakteryzują dwa główne mechanizmy. Gdy ener-gia fotonu jest wystarczająco wysoka (kilka eV), by bezpośrednio zerwać wiązania, naświetlony polimer dy-socjuje na drodze fotolitycznej. Dla niższych energii w zależności od długości fali wzbudzane są wyższe stany energetyczne bądź w obrębie podsieci elektronowej (głównie pasmo UV), bądź w wyniku bezpośredniego sprzężenia foton-fonon (zakres MIR) wprost poprzez polaryzację jonów. Jeśli tempo wzbudzania włączając w to zarówno czas trwania, jak i repetycję impulsu jest wolniejsze od termalizacji stanów wzbudzonych (~10-

12 s) dominującą rolę w procesie odgrywa temperatura prowadząc do termicznej dysocjacji makrocząstek. Oba procesy pozwalają na modyfikację formy geometrycznej , jak również (celowo lub ubocznie) struktury fizykochemicznej materiału.W referacie zaprezentowane zostaną najnowsze osiągnięcia Grupy w zakresie laserowej mikroobróbki poli-merów biodegradowalnych. Wyniki obejmować będą analizę możliwej do uzyskania jakości procesu (rys. 1), jak również wpływu promieniowania laserowego (światłowodowy laser Yb:szkło 515 nm/515 fs; ekscymero-we lasery ArF i KrF 193 i 248 nm/~6 ns oraz lasera CO2 10,6 µm/kilkadziesiąt µs) na wybrane fizykochemiczne własności materiału.

Rys. 1. Przykład obrazujący różnice w możliwej do uzyskania jakości mikroobróbki PLLA (fragment przęsła biodegrowalne-go stenta naczyniowego) wykonanego przy wykorzystaniu lasera: a) CO2 (P = 3,7 W;

V = 4,3 cm/s; PRR = 1 kHz, ω0 = 62,5 µm) [1] oraz b) ArF (F = 1,5 J/cm2 V = 12 µm/s; PRR = 70 Hz, W0 = 50 µm)

Prezentowane badania finansowane są ze środków statutowych Katedry Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki na Wydziale Elektroniki PWr: S500-44. Część badań przeprowadzono we współpracy z Insty-tutem Fraunhofera IWS w Dreźnie.

[1] Stępak B., Antończak A.J., et al., Fabrication of a polymer-based biodegradable stent using a CO2 laser, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2014, Vol. 14, No. 2, 317–326.

[email protected]

RS2-2Laserowa selektywna strukturyzacja powierzchni przewodzących

Paweł E. Kozioł1, Michał Walczakowski2, Tomasz Baraniecki1

1Wrocławskie Centrum Badań EIT+, ul. Stabłowicka 147, 54-066 Wrocław2 Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Na przestrzeni ostatnich kilku lat obserwuje się powszechną miniaturyzację urządzeń elektronicznych, wyni-kająca głównie z rosnącego zapotrzebowania na coraz mniejsze i bardziej funkcjonalne urządzenia codzienne-go użytku. Postęp w tej dziedzinie nie byłby możliwy bez zastosowania zaawansowanych technologii, czy też nowych materiałów. Obecnie prace koncentrują się głównie na opracowaniu technologii nad wytwarzaniem tanich elementów przewodzących na powierzchniach giętkich materiałów dielektrycznych, które coraz czę-ściej znajdują szerokie zastosowanie w nowoczesnej elektronice, czy fotowoltaice. Najczęściej do realizacji tego typu struktur wykorzystuje się technologię fotolitografii, która ze względu na złożoność procesów jest czasochłonna, co przekłada się również na wysoki kosztów technologiczny. Dlatego istnieje potrzeba poszuki-wania alternatywnych sposobów wytwarzania struktur przewodzących na powierzchni dielektryka.Naszą propozycją jest wykorzystanie mikroobróbki laserowej do wytwarzania tego typu struktur w skali mikro w procesie selektywnego usuwania warstwy przewodzącej z powierzchni materiałów gientkich. Proces ob-róbki laserowej zależy w głównej mierze od interakcji promieniowania laserowego z powierzchnią materiału i może mieć charakter nietermiczny (ablacja fotochemiczna) lub termiczny (ablacja fototermiczna) poprzez topienie i odparowanie materiału, co wynika z długości zastosowanego promieniowania i jego stopnia ab-sorpcji przez materiał oraz czasu oddziaływania pojedynczego impulsu laserowego. Za sprawą umiejętnego dobrania parametrów procesu tj. moc promieniowania, częstotliwość repetycji, prędkość skanowania czy krotność możliwe jest całkowite usunięcie warstwy przewodzącej np. miedzi z powierzchni dielektryka bez jej modyfikacji. Główną zaletą proponowanej metody jest możliwość odwzorowania dowolnych prototypowa-nych układów bez konieczności przygotowywania dodatkowych elementów w postaci maski itp., co znacznie przyśpiesza proces projektowania nowych układów. Przykładem zastosowania tej metody jest wytworzenie struktury filtru wykazującego swoje pasmo pracy w zakresie fal terahercowych. Podziękowania Prowadzone prace były finansowane ze środków własnych Wrocławskiego Centrum Badań EIT+.

[email protected]


RS2-3Laserowe odwzorowanie struktur w cienkowarstwowych przewodnikach transparentnych

Ryszard Pawlak1, Mariusz Tomczyk1, Maria Walczak1

1 Politechnika Łódzka, Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej,ul. Stefanowskiego 18/22; 90-924 Łódź

Transparentne przewodniki cienkowarstwowe znajdują szerokie zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach fotowoltaicznych, organicznych diodach elektroluminescencyjnych, tranzystorach organicznych, płaskich wy-świetlaczach, pasywnych elementach elastycznej i drukowanej elektroniki, sensorach. Największe znaczenie praktyczne mają warstwy tlenku indowo-cynowego (ITO), tlenku cynkowego domieszkowanego aluminium (AZO), ostatnio intensywnie badany graphen, a także warstwy nanorurek węglowych (CN) oraz przewodzące polimery (polianilina, PEDOT:PSS). Warstwy te wytwarzane są z zastosowaniem technik próżniowych (fizyczne osadzanie z fazy gazowej PVD, osadzanie chemiczne warstw atomowych ALD), metodami elektrochemicznymi lub techniką sol-gel. Uzyskanie w tych warstwach elementów funkcjonalnych o określonym kształcie i wymia-rach wymaga zastosowania metod zapożyczonych z technologii mikroelektronicznych (maskowanie, naświe-tlanie, trawienie), które mogą być jednakże zastąpione przez bezpośrednie odwzorowanie laserowe (laser patterning). W artykule zaprezentowano wyniki laserowego ablacyjnego kształtowania elementów w war-stwach ITO, ITO/Ag/ITO, AZO osadzanych na różnych podłożach z wykorzystaniem lasera światłowodowego IR generującego impulsy nanosekundowe. Szczególnie istotne okazało się opracowanie optymalnych warunków procesu z uwagi na różną grubość warstwy badanych przewodników transparentnych (rzędu 100-300 nm), różną absorpcję wiązki laserowej i rodzaj podłoża (folia poliestrowa, Kapton, szkło). Po laserowym usunięciu warstwy przeprowadzono badania właściwości optycznych podłoży oraz badania właściwości dielektrycz-nych. Poddano ewaluacji precyzję odwzorowania kształtów wytworzonych elementów. Zbadano właściwości funkcjonalne elementów pasywnych, które potwierdziły przydatność bezpośredniego laserowego odwzoro-wania elementów w warstwach przewodników transparentnych z wykorzystaniem nanosekundowego lasera światłowodowego IR.

Rys. 1. Struktury wytworzone w transparentnych przewodnikach warstwowych: a – układ elektrod w warstwie ITO/Ag/ITO do struktur OLED, na tle pobudzony do świecenia 1 element; b – termorezystor w warstwie ITO na tle charakterystyki

względnej zmiany rezystancji w funkcji temperatury, zakres [email protected]

RS2-4Laserowe mikro-strukturowanie powierzchni do zastosowań w inżynierii materiałowej i biomedycznej

Antoni Sarzyński1, Krzysztof Czyż1, Jan Marczak†, Antoni Rycyk1, Marek Strzelec1, Danuta Chmielewska2

1Instytut Optoelektroniki WAT, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, ul. Postępu 9, 02-676 Warszawa

Promieniowanie laserowe jest stosowane m.in. do powierzchniowej obróbki różnych materiałów. W Insty-tucie Optoelektroniki WAT, pod kierunkiem nieżyjącego już Profesora Jana Marczaka, podjęto szereg prac w dziedzinie laserowej obróbki materiałów. Spośród nich na szczególne uznanie zasługuje sztandarowe dzieło Profesora Jana Marczaka: wdrożenie w Polsce laserowej metody czyszczenia dzieł sztuki. Kolejny duży projekt dotyczył metody bezpośredniej laserowej litografii interferencyjnej. Te dwa projekty były już szeroko omawia-ne na wielu krajowych i zagranicznych konferencjach naukowych. Będą także omawiane na STL2016.Poza tymi dwoma projektami w Laboratorium Zastosowań Laserów prowadzono wiele innych prac, z których kilka zostanie przedstawionych na Konferencji STL2016 . Były to m.in. laserowe umacnianie udarowe (projekt zrealizowany z inicjatywy dr. W. Napadłka), laserowe zdobienie ceramiki i szkła (trzy projekty zrealizowane wspólnie Instytutem Ceramiki i Materiałów Budowlanych), interferencyjne strukturowanie implantów me-dycznych (wspólnie z Politechniką Warszawską), badanie adhezji cienkich warstw (projekt realizowany wspól-nie z IPPT PAN), strukturowanie warstw DLC do hodowli komórek mięśni gładkich i śródbłonka (wspólnie z IMIM PAN), grawerowanie szkła do zastosowań mikrofluidycznych czy wreszcie wytwarzanie mikrosit w foliach metalowych do separacji krążących komórek nowotworowych w krwi.Na rysunku 1 zamieszczono kilka fotografii ilustrujących niektóre z wymienionych prac. Dla potrzeb eks-perymentów laserowego umacniania udarowego wykonywano m.in. pomiary i modelowanie numeryczne amplitudy fali naprężeń wzbudzanej przez impuls promieniowania laserowego (rys.1a). Wykonywano prace dotyczące laserowego zdobienia szkła (rys.1b). W folii miedzianej o grubości 18 i 35 µm wykonywano sita do separacji krążących komórek nowotworowych. Otwory o średnim wymiarze 11 µm, były wiercone metodą perkusyjną. Stosowano od 10 do 30 strzałów na otwór. W okręgu o średnicy 17 mm wiercono około 100 ty-sięcy otworów, w odstępie około 50 µm.

Rys.1 Przykłady niektórych technologii opracowanych w Laboratorium Zastosowań Laserów IOE WAT. a) pomiar i modelowanie amplitudy fal naprężeń; b) laserowe zdobienie szkła;

c) wytwarzanie mikrosit w folii miedzianej (średnica otworu 11 µm, odstęp między otworami 50 µm)[email protected]


RS2-5Modelowanie przetapiania laserowego liniowym źródłem ciepła

Zygmunt Mucha, Krystian Mulczyk

Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce Al. 1000-lecia P.P. 7

Prezentowany artykuł zawiera opis modelu analitycznego głębokiego przetapiania laserowego wykorzystującego liniowe źródło ciepła oraz porównanie wyników modelowania z eksperymentem laserowego przetapiania płyt sta-lowych wiązką lasera CO2 o mocy maksymalnej 6 kW. Prezentowany model jest rozwinięciem modelu z roku 1973 [1], który zakładał znajomość szerokości przetopu. W pracy wykorzystane jest rozwiązanie równania przewodnic-twa dla liniowego źródła ciepła [2], gdzie występuje izoterma wrzenia i izoterma topnienia. Głównym założeniem modelu jest warunek, że maksymalna szerokość izotermy wrzenia jest równa średnicy wiązki laserowej w ognisku. Natomiast szerokość przetopu określona jest maksymalną szerokością izotermy topnienia. Pozwala to na określe-nie podstawowych parametrów charakterystycznych uzyskanego przetopu, tj. głębokości przetopu, jego szerokości oraz współczynnika smukłości spoiny w funkcji prędkości przetapiania oraz mocy wiązki laserowej. Uzyskane re-zultaty w formie bezwymiarowej umożliwiają zastosowanie modelu dla szerokiego zakresu materiałów i pozwala-ją na określenie optymalnych parametrów dla wystąpienia zjawiska kanałowego. Na tej podstawie możliwe było uzykanie zależności energii liniowej (stosunek mocy lasera do prędkości przetapiania) i smukłości przetopienia od prędkości. Wyniki teoretyczne zostały porównane z doświadczalnymi. Na rys. 1 pokazano zależność głębokości przetopu od prędkości.

Rys. 1. Wykres bezwymiarowej głębokości przetopu L odniesionej do bezwymiarowej mocy wiązki Q, w zależnosci od prędkości przetapiania S. Linie ciągłe - rozwiązanie teoretyczne

PodziękowaniaBadania przedstawione w niniejszym artykule zostały dofinansowane w ramach grantu badawczego Narodo-wego Centrum Badań i Rozwoju pod tytułem „Laserowe formowanie cienkościennych profili wspomagane mechanicznie” (Nr PBS3/A5/47/2015).

[1] Swifthook D.T., Gick E.E.F., Welding Res Supl 492s -498s Nov 1973.[2] Rosenthal D. Trans ASME 849-866 1946.

[email protected]

RS3-1Mikrostruktura oraz własności mechaniczne superstopu Inconel 718 przetwarzanego technologią selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków SLM

Jarosław Kurzac1, Konrad Gruber1, Bogumiła Kuźnicka1, Tomasz Kurzynowski1, Edward Chlebus1

1Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji

Selektywna laserowa mikrometalurgia proszków (ang. Selective Laser Melting, SLM) jest technologią, której charakterystyka oferuje wiele atutów w porównaniu do tradycyjnych metod wytwarzania. Do szczególnych zalet technologii SLM nalezą m.in. niskie zużycie materiału, możliwość wytwarzania części o wysokiej złożo-ności geometrycznej niemożliwych do wytworzenia innymi technologiami. Z tego powodu technologią SLM są zainteresowane szczególnie przemysł lotniczy oraz kosmiczny. Inconel 718 jest jednym z najchętniej sto-sowanych superstopów w przemyśle lotniczym, energetycznym i kosmicznym. Stop ten jest żarowytrzymały i żaroodporny, posiada wysoką wytrzymałość na pełzanie wysokotemperaturaowe (do 700°C). Inconel 718 jest przeznaczany do dwuetapowej obróbki cieplnej (przesycanie, a następnie starzenie), dzięki której osiąga optymalne własności poprzez umocnienie wydzieleniowe. Ze względu na charakterystyczny przebieg chłodze-nia stopu w trakcie procesu technologicznego, oraz powstającą w jego wyniku mikrostrukturę stopu, Inconel 718 wymagana zindywidualizowanego podejścia do procesu obróbki cieplnej.

Rys. 1. Mikrostruktura stopu Inconel 718 w a) stanie surowym. LM, b) po dobranej obróbce cieplnej. LM

W pracy przedstawiono wpływ procesu SLM na mikrostrukturę oraz własności mechaniczne stopu Inconel 718 w stanie surowym po procesie oraz w stanie obrobionym cieplnie z różnymi parametrami. Mikrostrukturą stopu Inconel 718 w stanie surowym (bezpośrednio po procesie SLM) jest niejednorodny, przesycony roztwór stały fazy g (austenit niklowy). Występuje on w postaci ziaren kolumnowych o ukierunkowanym wzroście oraz wewnętrznej mikrosegregacji i dezorientacji subziarn. Dobrana obróbka cieplna umożliwia osiągnięcie drobnych, zbliżonych do równoosiowych jednorodnych ziarn austenitu niklowego. Badania własności mecha-nicznych przeprowadzono dla próbek wytwarzanych w czterech orientacjach 0°, 45°, 45°x45°, 90° względem kierunku wytwarzania.

[email protected]


RS3-2Właności tytanu modyfikawanego renem przetworzonego technologią laserowej mikrometalurgii proszków

Robert Dziedzic1, Bogumiła Kuźnicka1,Jarosław Kurzac1, Tomasz Kurzynowski1, Edward Chlebus1


W pracy przedstawiono wyniki badań na modyfikowaniem własności materiałowych czystego tytanu dodat-kiem renu z wykorzystaniem technologii laserowej mikrometalurgii proszków (ang. Selective Laser Melting, SLM). Techhnolgia SLM jest coraz powszechniej wykorzystywana na skalę przemysłową, a najczęściej wyko-rzystywanym materiałem jest tytan i jego stopy (głównie Ti6Al7Nb i Ti6Al4V) o sfeycznych czastkach i odpo-wiednim uziarnieniu. Wyniki przeprowadzonych badań pokazują że technologia SLM może być również wy-korzystywana podczas przetwarzania mieszanin proszków charakteryzujących się cząstkami o nieregularnych kształtach i nie wykazujących sypkości. Na rysunku 1a przedstawiono użyty w badaniach proszek renu oraz przełom pojedynczej cząstki renu na przełomie próbki wykonanej ze stopu Ti-6% wag. Re (rysunek 1b).

Rys. 1. a) Proszek renu o kształcie płatkowo-gąbczastym; b) przełom przez cząstkę renu na powierzchni przełomu próbki Ti-2% wag. Re wtworzonej z wykorzystaniem technologii SLM. SEM

Nieliczne badania literaturowe pokazują że już niewielki dodatek renu w bardzo korzystny sposób popra-wia własności tytanu (poprawia stabilnośc wysokotemperaturową oraz wyraźnie podności własności mechaniczne). Autor przeprowadził badania weryfikujące korzystne działanie renu na tytan. Przeprodzono badania mikrostruktury, badania własności mechanicznych, określono zawartość kluczowych dla stopów ty-tanu pierwiastków międzywęzłowych oraz przeprowdzono badania odporności wysotemperaturowej spraw-dzające korzystny wpływ renu na zwiększenie stabilnosci termicznej mikrostruktury oraz podatności do po-wstawania na powierzchni próbki zjawiska określanego jako „alfa case”.

[email protected]

RS3-3Wpływ strategii skanowania na mikrostrukturę i własności mechaniczne stali nierdzewnej 316L (1.4404) przetwarzanej w procesie selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków (SLM)

Konrad Gruber*1, Jarosław Kurzac1, Wojciech Stopyra1, Edward Chlebus 1


Technologia selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków (ang. Selective Laser Melting; SLM) jest przed-stawicielem przyrostowych metod wytwarzania (ang. Additive Manufacturing; AM). Umożliwia warstwowe wytwarzanie wyrobów, poprzez selektywne laserowe przetapianie proszków metali. Metoda SLM pozwala na uzyskiwanie kompleksowych obiektów fizycznych w czasie jednego, zautomatyzowanego procesu wytwór-czego. Dynamiczny rozwój technik AM, na który składa się coraz szersze spektrum stosowanych materiałów, większa dostępność urządzeń oraz nowe możliwości aplikacyjne powoduje, że w wielu ośrodkach naukowych na świecie prowadzi się badania nad ich rozwojem. Elementy wytwarzane w technologii SLM, wykazują najczęściej charakterystyczną strukturą ziarn kolumno-wych, rosnących epitaksjalnie zgodnie z kierunkiem poruszania się platformy roboczej urządzenia w czasie wytwarzania. Ich orientacja silnie zależy od strategii skanowania warstwy proszku, w której skład wchodzą parametry technologiczne takie jak: moc lasera i średnica wiązki lasera, czy kolejność skanowania wiązki na kolejnych przekrojach elementu. W zależności od zastosowanego zestawu parametrów, możliwe jest uzyska-nie silnej tekstury krystalograficznej 001, równoleglej do kierunku wytwarzania, lub skrócenie długości ziarn i rozproszenie ich orientacji.

Rys. 1. Mikrostruktura stali 316L (1.4404) dla różnych strategii skanowania SLM. a) Struktura ziarn kolumnowych o małej dezorientacji – LM; b) Struktura ziarn kolumnowych o dużej dezorientacji - SEM

W niniejszej pracy przedstawiono wpływ wybranych strategii skanowania na mikrostrukturę stali 316L (1.4404) oraz jej własności mechaniczne wyznaczone w statycznej próbie rozciągania, dla różnych stanów wytworzenia (stan surowy i po obróbce odprężającej; silna i słaba tekstura krystalograficzna; różne orientacje krystałów kolumnowych względem osi rozciągania). Całość uzupełniono wynikami pomiarów twardości oraz badaniami fraktograficznymi.

[email protected]


RS3-4Laserowe spawanie stali austenitycznej i martenzytycznej do pracy w podwyższonych temperaturach

Bogdan Antoszewski, Hubert Danielewski, Justyna Kasińska, Włodzimierz Zowczak

Politechnika Świetokrzyska

W pracy przedstawione będą wyniki prac nad spawaniem laserowym stali stopowych do pracy w podwyższo-nych temperaturach. Są to stale stosowane w instalacjach kotłowych pracujących w w parametrach nadkry-tycznych (w temperaturach przekraczających 560°C i ciśnieniach 27 Mpa). Spawanie tego rodzaju materia-łów stwarza liczne problemy technologiczne. Należy do nich możliwość pojawienia się pęcherzy gazowych, porowatości, podtopień, wycieków, pęknięć itd. Ponadto w przypadku spawania laserowego. ze względu na niewielką średnicę wiązki laserowej wymagane jest staranne przygotowanie łączonych krawędzi i bardzo precyzyjne pozycjonowanie. Obok możliwych wad spawalniczych, na jakość połączeń wpływa też struktura metalograficzna materiału spoiny i strefy wpływu ciepła określająca właściwości wytrzymałościowe połącze-nia. W prezentowanej pracy omówione zostaną te trudności i przedstawione sposoby ich przezwyciężania. Pokazane będą powstałe połączenia i struktury metalograficzne. Uzyskane wyniki potwierdzają przydatność technologii laserowych do spawania stali do pracy w podwyższonych temperaturach.

Rys. 1. Połączenie rury ze stali martenzytycznej P91 (z lewej strony) z rurą ze stali austenitycznej TP347-HFG

Praca wykonana została w ramach projektu NCBiR nr PBS1/B5/13/2012 Technologie laserowego spawania dla energetyki i ochrony środowiska

[email protected]

RS3-5Laserowe kształtowanie cienkościennych płaskowników wspomagane mechanicznie

Zygmunt Mucha1, Jacek Widłaszewski2, Piotr Kurp1, Krystian Mulczyk1

1 Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce Al. 1000-lecia P.P. 72 Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa ul. Pawińskiego 5 b

Ze względu na rosnące stosowanie stali ultrawysokowytrzymałych, wysokowytrzymałych stopów aluminium, a także takich materiałów kruchych, jak stopy magnezu i stopy tytanu, w ostatnich latach rozwijane są pro-cesy obróbki plastycznej z lokalnym podgrzewaniem. Wykorzystują one generalny spadek granicy plastycz-ności, a także zwiększenie płynięcia plastycznego tych materiałów w podwyższonej temperaturze. Termiczne wspomaganie obróbki plastycznej pozwala znacząco powiększać okno parametrów technologicznych, stoso-wać mniejsze siły, z mniejszym zużyciem maszyn i oprzyrządowania i z redukcją powrotnego odkształcenia sprężystego [Duflou i in. 2006]. Obok innych źródeł ciepła, przedmiotem badań są możliwości wykorzystania wiązki laserowej jako źródła precyzyjnie sterowanego pod względem lokalizacji i intensywności oddziaływania [Gisaro i in. 2015]. Obecnie używane są diody laserowe dużej mocy i lasery włóknowe. Bezdotykowe metody kształtowania blach, płyt i rur są w Polsce badane i rozwijane w Instytucie Podstawowych Problemów Techniki PAN i w Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach i PAN nieprzerwanie od 1987 roku [Frąckiewicz i in. 1987]. Metoda kształtowania laserowego polega na wywoływaniu deformacji trwałych poprzez sterowanie naprężeniem termicznym. Oprócz zalet takich, jak brak kontaktu mechaniczne-go, łatwość kształtowania materiałów twardych i kruchych oraz brak powrotnego odkształcenia sprężystego, metoda wymaga czasu na doprowadzanie i odprowadzanie ciepła. Artykuł prezentuje wstępne badania nad mechanicznym wspomaganiem kształtowania laserowego. Są one nakierowane na kształtowanie obiektów cienkościennych z materiałów kłopotliwych w obróbce plastycznej, jak żarowytrzymałe nadstopy niklu typu Inconel stosowane w produkcji silników odrzutowych. Przeprowadzono badania doświadczalne i modelowa-nie teoretyczne zachowania cienkościennych płaskowników pod obciążeniem mechanicznym, poddanych nagrzewaniu ruchomą wiązką laserową o przekroju prostokątnym. Proces został zamodelowany przy użyciu metody elementów skończonych. Uwzględniono dyssypację ciepła drogą promieniowania i konwekcji. Wyniki badań eksperymentalnych i modelowania teoretycznego pozwalają przeanalizować rolę parametrów oddzia-ływania na termoplastyczne zachowanie cienkościennych płaskowników. PodziękowaniaBadania przedstawione w niniejszym artykule zostały dofinansowane w ramach grantu badawczego Narodo-wego Centrum Badań i Rozwoju pod tytułem „Laserowe formowanie cienkościennych profili wspomagane mechanicznie” (Nr PBS3/A5/47/2015). Obliczenia zostały wykonane przy wsparciu Interdyscyplinarnego Cen-trum Modelowania Matematycznego i Komputerowego (ICM) Uniwersytetu Warszawskiego w ramach grantu obliczeniowego nr G63-5.

[Frąckiewicz i in. 1987] Frąckiewicz H., Mucha Z. , Trąmpczyński W., Baranowski A., Cybulski A., Sposób gięcia przedmiotów metalowych. Patent polski nr 155 358. Data zgłoszenia 1987-11-26. [Duflou i in. 2006] Duflou J. R., Aerens R., Force reduction in bending of thick steel plates by localized preheat-ing. Annals of the CIRP, Vol. 55/1/2006.[Gisaro i in. 2015] Gisaro A., Barletta M., Venettacci S., Veniali F., Laser-assisted bending of sharp angles with small fillet radius on stainless steel sheets: Analysis of experimental set-up and processing parameters. Laser Manuf. Mater. Process. (2015) 2:57-73.

[email protected]


RC1-1Lasery półprzewodnikowe vs diody LED w diagnostyce i terapii medycznej

Andrzej Zając1,3 , Justyna Szymańska 2, Łukasz Gryko3

1 Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, 00-908 Warszawa, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2 2 Katedra Laseroterapii i Fizjoterapii Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Collegium Medicum

ul. Jagiellońska 13-15, 85-067 Bydgoszcz, 3 Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka, 15-351 Białystok, ul Wiejska 45D

W referacie omówione zostaną wybrane procedury diagnostyczne i terapeutyczne, w których standardowo stosowane jest promieniowanie emiterów półprzewodnikowych - diod LED lub laserów półprzewodnikowych. Przedstawione i porównane zostaną wyniki badań oddziaływania promieniowania laserów półprzewodniko-wych i diod LED dużej mocy w typowych aplikacjach terapeutycznych i diagnostycznych. Zaprezentowane zostaną ilościowe wyniki pomiarów szybkości proliferacji komórek śródbłonka naczyniowego (dla linii komór-kowej HUVEC) i wydzielanie czynników angiogennych VEGF-A i TGF-β dla wybranych procedur terapii świa-tłem uzyskane w zrealizowanych badaniach na liniach komórkowych z wykorzystaniem zaprojektowanego i wykonanego zestawu emiterów promieniowania o programowalnych parametrach spektralnych i czasowych - laserów półprzewodnikowych i diod LED dużej mocy z zakresu spektralnego 600 – 1000nm.

[email protected]

RC1-2Dobór parametrów napromieniowania ze źródła LED ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych w celu stymulacji ich wzrostu i proliferacji

Rafał Lewandowski, Elżbieta A. Trafny, Małgorzata Stępińska, Andrzej Gietka, Paweł Kotowski, Monika Dobrzyńska, Mariusz P. Łapiński

Centrum Inżynierii Biomedycznej, Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste (hMSC) są stosowane w medycynie regeneracyjnej. Zwiększe-nie liczby hMSC dla potrzeb klinicznych uzyskuje się obecnie w hodowlach in vitro. Jednak proces ten nie jest wystarczająco wydajny dla skutecznego zastosowania hMSC dla celów terapeutycznych. Dlatego w ostatnich latach poszukuje się metod efektywnej stymulacji wzrostu i proliferacji komórek hMSC w odpowiednio krót-kim czasie. Celem pracy była ocena wpływu różnych warunków naświetlania oraz parametrów niskoenergetycznego pro-mieniowania emitowanego z układu oświetlacza LED na stymulację wzrostu i proliferacji ludzkich mezenchy-malnych komórek szpiku kostnego w warunkach in vitro. Do badań użyto komórki hMSC PoieticsTM (Lonza) uzyskane ze szpiku kostnego. Hodowlę komórek in vitro prowadzono w odpowiednich warunkach w Pracowni Biologii Molekularnej Centrum Inżynierii Biomedycz-nej WAT. Komórki przeznaczone do badań hodowano w płytkach titracyjnych z użyciem pożywki hodowlanej MSCGMTM (Lonza). Po 48 godzinach od zaszczepienia komórek płytki naświetlano w oświetlaczu opracowa-nym w Zakładzie Technologii Optoelektronicznych Instytutu Optoelektroniki WAT, który zawierał 12 źródeł LED emitujących promieniowanie o długości fali 630 nm. Płytki naświetlano jedno lub trzykrotnie. Badania wykonano dla różnych wartości powierzchniowej gęstości energii i irradiancji. Komórki poddawano naświetla-niu w pożywce hodowlanej lub w PBS. Aktywność metaboliczną komórek hMSC oceniano w ciągu co najmniej 9 dni od naświetlania w wybranych punktach czasowych za pomocą testu PrestoBlue® (Invitrogen), który odczytywano w czytniku Clariostar® (BMG Labtech). Populacje komórek hMSC naświetlane promieniowaniem o długości fali 630 nm emitowanym ze źródła LED wyka-zywały większą aktywność metaboliczną w porównaniu z populacjami komórek nienaświetlanych, gdy powierzch-niowa gęstość energii wynosiła 4 J/cm2, a irradiancja 17 mW/cm2. Komórki hMSC naświetlane w PBS wykazywały większą aktywność metaboliczną w porównaniu z populacjami komórek naświetlanych w pożywce hodowlanej MSCGM przy wartościach powierzchniowej gęstości energii wynoszącej 4 J/cm2 i powierzchniowej gęstości mocy 17 mW/cm2. Tempo proliferacji komórek naświetlanych jedno lub trzykrotnie było zbliżone.Promieniowanie emitowane przez opracowane źródła LED może stymulować wzrost i proliferację ludzkich komórek hMSC w warunkach hodowli in vitro tylko przy określonych parametrach energetycznych promienio-wania oraz w określonych warunkach naświetlania.

[email protected]


RC1-3Dermatological diode laser with wavelength 975 nm – its first applications for neurofibroma and hemangiomas

L. Piechowski1, M. Sawczak1, W. Cenian1, J. Szymańczyk2,M. Jędrzejewska-Szczerska3 and A. Cenian1

1The Szewalski Institute of Fluid-flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Physical Aspects of Ecoenergy Department, Fiszera 14, 80-952 Gdańsk

2Medical University of Warsaw, Department of Dermatology, Koszykowa 82a, 02-008 Warszawa3Gdańsk University of Technology, Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics,

Department of Metrology and Optoelectronics, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

The newly developed pulsed/cw dermatological laser (with wavelength 975 nm) is applied for therapies requiring deep penetration of tissue e.g. cutaneous (dermal) neurofibroma (Recklinghausen disease) and hemangiomas. The compact laser design facilitates its easy transportation. Laser radiation is transmitted to-ward the application region by fiber 0.6 mm in diameter. The first results of cutaneous neurofibroma therapy using a diode laser show an improvement compared with the case of Ho:YAG laser therapy - however this needs to be verified by comparing the results for a larger number of patients.

Fig. 1. Dermatological laser and its application for cutaneous (dermal) neurofibroma

AcknowledgementThe authors acknowledge the financial support from the National Science Centre (NCN - Poland), projects No. 2914/B/T02/2011/40, No. 2011/03/D/ST7/03540. MJS acknowledges also the support of COST Action BM1205, as well as DS Programs of the Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Gdańsk University of Technology.

[email protected]

RC1-4Sita molekularne jako metoda izolacji krążących komórek nowotworowychPaulina Natalia Osuchowska1, Antoni Sarzyński2, Marek Strzelec2, Zdzisław Bogdanowicz3,

Jan Marczak†, Mariusz Piotr Łapiński1, Elżbieta Anna Trafny1

Centrum Inżynierii Biomedycznej1 i Zakład Techniki Laserowej2 Instytutu Optoelektroniki, Wydział Mechaniczny3,Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Izolacja krażących komórek nowotworowych CTCs (ang. Circulating Tumor Cells) z krwi ma istotne znaczenie w diagnostyce nowotworów złośliwych oraz monitorowaniu odpowiedzi na leczenie. Dwa główne problemy występujące podczas izolacji CTCs to ich niska liczebność w krwi (średnio w 1 ml krwi występuje 1 komórka CTC) oraz brak jednej konkretnej cechy fenotypowej lub genotypowej, pozwalającej na ich identyfikację. Izo-lowanie CTCs może odbywać się na podstawie cech fizycznych tj. wielkości komórek (ISET, Isolation by Size of Epithelial Tumor cells) lub właściwości biologicznych tych komórek (ekspresji specyficznych białek na ich po-wierzchni). W Zakładzie Techniki Laserowej IOE WAT ze stopu miedzi wykonane zostały sita o średnicy otwo-rów 10,85±0,89 µm przeznaczone do izolacji komórek metodą ISET. Sito z liczbą otworów 100 000 w odstępie 50 µm wykonane zostało metodą precyzyjnego, perkusyjnego wiercenia laserowego (od 15 do 20 strzałów na otwór) (rys.1). Wydajność filtracyjna sita określona została za pomocą kulek fluorescencyjnych o wymiarach 4 µm, 10 µm oraz 15 µm. Procesowi filtracji na omówionym sicie poddano również zawiesiny linii komórkowych różnych typów nowotworów.

Rys. 1. a) Rozmieszczenie i statystyka otworów na sicie wykonanym w Zakładzie Techniki Laserowej IOE. Obrazowanie za pomocą mikroskopu cyfrowego 3D HIROX KH8700; b) Komórka raka gruczołu krokowego DU-145 w otworze sita. Zdjęcie

wykonane w Centrum Inżynierii Biomedycznej za pomoca skaningowego mikroskopu elektronowego Quanta 250 FEG firmy Fei

W wyniku procesu filtracji nie wyosobniono żywych komórek nowotworowych ani w przesączu, ani też na powierzchni sita, niezależnie od badanej linii komórkowej. Na efektywność procesu filtracji komórek mia-ły wpływ zarówno słaba biozgodność użytego materiału do produkcji sita, chropowatość i porowatość po-wierzchni sita, krytyczna średnica otworów oraz przebieg samego procesu filtracji. Dlatego w celu izolacji bardzo rzadkich krążących we krwi komórek nowotworowych przewidywana jest w dalszych pracach istotna optymalizacja wyżej wymienionych parametrów.

[email protected]


RC1-5Ocena zmian w poziomie autofluorescencji ludzkich komórek w hodowli in vitro

Monika Dobrzyńska1, Małgorzata Stępińska1, Rafał Lewandowski1, Andrzej Gietka2, Mariusz P. Łapiński1, Elżbieta A. Trafny1

Centrum Inżynierii Biomedycznej1, Zakład Technologii Optoelektronicznych2, Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Autofluorescencja jest to zjawisko emisji światła przez naturalne związki zwane fluoroforami po absorbcji energii o określonej długości fali. Do naturalnych fluoroforów występujących w komórkach należą m.in.: ami-nokwasy (tryptofan, tyrozyna), białka (elastyna, kolagen), koenzymy – organiczne cząsteczki biorące udział w reakcjach enzymatycznych (flawiny, FAD, NADH, NADPH), związki makrocykliczne porfiryny oraz barwniki lipofuscyny, produkty metabolizmu lipidów. Głównym źródłem autofluorescencji komórek są utlenione mi-tochondrialne związki flawinowe. Celem pracy było zbadanie zmian w metabolizmie czterech różnych linii komórek ssaków w warunkach hodowli in vitro, wykorzystując zjawisko ich naturalnej autofluorescencji. Au-tofluorescencję komórek badano przy dwóch długościach fali dla wzbudzenia i emisji fluorescencji: dla zre-dukowanych pirymidyn (np. NADPH) przy wzbudzeniu 349 nm i emisji 450 nm oraz dla utlenionych związków flawinowych przy wzbudzeniu 460 nm i emisji 540 nm. Badano ludzkie mezenchymalne komórki macierzyste (hMSC) linii PoieticsTM (Lonza), komórki nabłonka gruczołu piersiowego MCF 10A (ATCC® CRL-10317™), ko-mórki raka nabłonka gruczołu piersiowego T-47D (ATCC® HTB-133™) i komórki raka gruczołu krokowego DU 145 (ATCC® HTB-81™). Dla próbek kontrolnych mierzono poziomy autofluorescencji w płytkach hodowlanych, w których inkubowano jedynie właściwe media hodowlane. Poziom autofluorescencji dla zredukowanych pirymidyn nie przekraczał 100% autofluorescencji próbek kontrolnych u wszystkich badanych linii komórko-wych. Dla utlenionych związków flawinowych najwyższy odsetek wartości autofluorescencji próbek kontrol-nych uzyskano dla hMSC – mieścił się on w przedziale od 120 do 175% autofluorescencji próbek kontrolnych. Zaobserwowane zjawisko wysokiej autofluorescencji komórek hMSC przy wzbudzeniu falą o długości 460 nm i emisji przy długości fali 560 nm może zatem zostać wykorzystane do bezinwazyjnego monitorowania zmian metabolicznych w hodowli ludzkich komórek macierzystych w warunkach in vitro.

Ryc. 1. Zmiany wielkości autofluorescencji czterech badanych linii komórkowych w ciągu 16 dni hodowli w warunkach in vitro mierzonej dla utlenionych związków flawinowych (na zdjęciu obok – komórki linii raka nabłonka gruczołu

piersiowego MCF 10A)[email protected]

RC2-1Nowe systemy uzbrojenia i obrony w zakresie energii skierowanej

Zygmunt Mierczyk, Krzysztof Kopczyński

Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Systemy broni skierowanej energii – BSE (ang. Directed Energy Weapons - DEW), to systemy obejmujące:• technologie laserowe; • technologie wykorzystujące generatory impulsu elektromagnetycznego (ang. High Power EMP Genera-

tors), systemy generacji mikrofal wysokiej energii HPM (ang. High Power Microwave); • technologie posługujące się wiązkami cząstek naładowanych lub neutralnych wysokich energii (ang.

Charge Particles Beams lub Neutral Particles Beams). • Realizowany od 2015 roku Program Strategiczny NCBiR „Nowe systemy uzbrojenia i obrony w zakresie

energii skierowanej” zakłada realizację następujących celów głównych:• opracowanie technologii i urządzeń niezbędnych do budowy nowych systemów uzbrojenia i obrony

w zakresie energii skierowanej dla potrzeb Sił Zbrojnych RP;• opracowanie metod i sposobów ochrony i obrony przed impulsami dla żołnierza i ludności cywilnej,

infrastruktury krytycznej państwa oraz uzbrojenia i sprzętu wojskowego;• rozwój infrastruktury badawczej w zakresie nowych technologii związanych z generatorami promienio-

wania elektromagnetycznego, technologii materiałowych związanych z ochroną i obroną, aparatury po-miarowej i infrastruktury laboratoryjnej.

W referacie przedstawione zostaną podstawowe informacje dotyczące stanu zaawansowania i celów realiza-cyjnych pięciu projektów tworzących program strategiczny, ze szczególnym uwzględnieniem projektu „Lase-rowe Systemy Broni Skierowanej Energii, Laserowe Systemy Broni Nieśmiercionośnej”. Prace dotyczące militarnych zastosowań laserów prowadzone są na całym świecie od czasu budowy pierw-szego lasera. W laserowych systemach broni skierowanej energii stosuje się lasery dużej mocy i energii (HEL - High Energy Lasers), generujące promieniowanie o mocach od dziesiątek do kilkuset kW. W referacie omó-wione zostaną główne cele realizowanego w Polsce projektu obejmującego m.in. opracowanie laserowego systemu broni skierowanej energii, opracowanie układów wykrywania, przeciwdziałania i zabezpieczenia przed laserowymi systemami broni skierowanej energii, opracowanie laserowych systemów broni nieśmier-cionośnej i określenie zagrożeń związanych z użyciem tych systemów, w tym sposobów ich przeciwdziałania oraz badania skutków oddziaływania laserowych systemów broni energii skierowanej z materiałami konstruk-cyjnymi, urządzeniami techniki wojskowej, a także z tkanką biologiczną.W ramach realizacji projektu prowadzone są prace naukowo-badawcze i wdrożeniowe nad nowymi układami laserowymi, źródłami ich zasilania, systemami transmisji promieniowania, oddziaływaniem promieniowania elektromagnetycznego o dużej wartości gęstości mocy i energii z materią, a także jego wpływ na systemy optoelektroniczne. Ponadto tworzona jest baza danych dotyczących odporności wybranych struktur i mate-riałów, co z kolei przydatne będzie przy konstrukcji układów zabezpieczających i osłaniających.Badania zostały sfinansowane przez NCBiR umowy nr. DOB-1-6/1/PS/2014 i DOB-1-3/1/PS/2014

[email protected]


RC2-2Metoda optycznej transmisji danych z wykorzystaniem laserów impulsowych

Tadeusz Drozd, Zygmunt Mierczyk, Marek Zygmunt, Jacek Wojtanowski

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Aktualnie użytkowane optyczne systemy transmisji danych najczęściej jako źródła promieniowania wykorzy-stują lasery pracujące w sposób ciągły. Powodem tego jest możliwa do uzyskania szybkość transmisji, łatwy sposób modulacji oraz prostota implementacji. Lasery impulsowe wykorzystywane m.in. w przemyśle, me-dycynie lub w systemach militarnych, ze względu na impulsowy charakter generowanego promieniowania w systemach transmisji danych nie znalazły zastosowania. Lasery impulsowe, w zależności od typu mogą ge-nerować impulsy o mocy wielokrotnie większej niż lasery CW, zatem bardzo atrakcyjna wydaje się możliwość wykorzystania ich do transmisji danych, z uwagi na możliwość osiągnięcia większych zasięgów transmisji, lub zapewnienia transmisji w pogarszających się warunkach atmosferycznych, dla których lasery CW transmisji mogą już nie zapewnić. Nie bez znaczenia jest również możliwość zaimplementowania funkcji transmisji da-nych w urządzeniach już wykorzystujących lasery impulsowe, zwiększając funkcjonalność tego typu urządzeń.W Instytucie Optoelektroniki WAT opracowano metodę transmisji danych wykorzystującą jako źródło promie-niowania półprzewodnikowy laser impulsowy. W artykule przedstawiono opis opracowanej metody trans-misji danych oraz analizy możliwej do uzyskania szybkości i zasięgu transmisji. Ponieważ, w celu weryfikacji założeń teoretycznych przedstawionej metody opracowane i wykonane zostały moduły umożliwiające trans-misję mowy i danych użytkowych, praca zawiera również opis budowy wykonanych urządzeń oraz wyniki praktycznych testów zestawionego łącza optycznego, w tym badania elementowej stopy błędu oraz badania zasięgowe.

[email protected]

RC2-3Laserowa transmisja danych z zastosowaniem modulatora współczynnika odbicia

Piotr Knysak, Zygmunt Mierczyk, Marek Zygmunt, Maciej Traczyk

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, 00-908 Warszawa ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2

W Instytutucie Optoelektroniki Wojskowej Akademi Technicznej od wielu lat opracowywane są urządzenia wykorzystujące półprzewodnikowe lasery impulsowe. W ostatnim czasie zaistniała potrzeba opracowania metody zwrotnego przekazywania informacji do modułu zawierającego nadajnik laserowy z zachowaniem kierunku promieniowania. Wymagania postawione przed urządzeniem zaowocowały opracowaniem syste-mu, który bazuje na pasywnej modulacji promieniowania odbitego od powierzchni obiektu. Artykuł przedstawia istotne kwestie związane z opracowaniem sytemu. Omawia zasadę transmisji danych zarówno w kierunku od nadajnika laserowego, gdzie zastosowano modulację położenia impulsu, jak i w kie-runku do nadajnka, gdzie następuje modulacja promieniowania odbitego.Wyniki przedstawionych w artykule badań terenowych potwierdzają możliwość zastosowania opracowanej metody, w obszarze cywilnym, do monitoringu i telemetrii urządzeń nieposiadających źródeł promieniowa-nia. W zastosowanich militarnych system może służyć do identyfikacji obiektów własnych na polu walki z wy-korzystaniem impulsowego dalmierza laserowego w roli elementu zapytania.

Rys. 1. Zasada przekazywania informacji pomiędzy elementami [email protected]


RC2-4Badania skutków oddziaływania wiązki laserowej wysokiej mocy z wykorzystaniem metody Cyfrowej Korelacji Obrazu

M. Kujawińska1, K. Malowany1, M. Malesa1, P. Łapka2, J. Marczak3

1Instytut Mikromechaniki i Fotoniki, Politechnika Warszawska, ul. Św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa 2Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 25, 00-665 Warszawa 3Instytut Optoelektroniki,

Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W pracy zaprezentowano nowe podejście do analizy skutków oddziaływania wiązki laserowej dużej mocy z materią. Podejście to polega na analizie map przemieszczeń i odkształceń, które generowane są na powierzchni obiektu pod wpływem zjawiska przewodzenia ciepła. Zaletą przedstawionego podejścia jest możliwość numerycznej analizy skutków oddziaływania na podstawie par obrazów cyfrowych, a nie bezpo-średniej obserwacji wiązki padającej na detektor. Metoda może być wykorzystana m. in. do analizy rozkładu mocy wiązce laserowej dużej mocy (w odróżnieniu od obecnie dostępnych systemów, metoda nie wymaga mechanicznych elementów skanujących, lub osłabiania wiązki padającej na detektor). Mapy przemieszczeń i odkształceń wyznaczane są z wykorzystaniem metody Cyfrowej Korelacji Obrazu 3D (CKO 3D) [1, 2].W pracy zaprojektowano laboratoryjne stanowisko pomiarowe oraz przeprowadzono wstępne testy meto-dy. Ze względu na czas trwania impulsów laserowych, jak również dynamikę zjawisk absorbcji energii i prze-wodzenia ciepła, w układzie pomiarowym CKO 3D zastosowano szybkie kamery cyfrowe, które rejestrowały dane z częstotliwością 500fps. Na Rysunku 1a przedstawiono laboratoryjny układ pomiarowy. Na rysunku 1b przedstawiono przykładową mapę przemieszczeń U(x,y) uzyskaną podczas testów.

Rys. 1. a) Zdjęcie laboratoryjnego układu pomiarowego, przykładowa : mapa przemieszczeń w płaszczyźnie: b) wynik pomiarów przemieszczeń i c) model MES rozkładu przemieszczeń

W przeprowadzonych seriach badań laboratoryjnych wykorzystano próbki wykonane z aluminium i z mo-siądzu. Wyniki eksperymentów porównywano z opracowywanym modelem numerycznym próbek (Rys. 1c) w celu weryfikacji uzyskiwanych wyników. Dane przeanalizowano także pod kątem możliwości odtworzenia rozkładu mocy w wiązce naświetlającej. Prace wykonane zostały w ramach projektu LSBSE realizowanego na rzecz bezpieczeństwa i obronności Państwa (Umowa DOB-1-6/1/PS/2014).[1] M. Sutton, J. J. Orteu, H. Schreier, Image Correlation for shape, motion and deformation measurements, Springer, 2009.[2] M. Malesa, K. Malowany, U. Tomczak, B. Siwek, M. Kujawińska, A. Siemińska-Lewandowska, Applica-tion of 3d digital image correlation in 179 maintenance and process control in industry, Computers in Industry, vol. 64, 1301–1315, 2013.

[email protected]

RC3-0Industrial production of large scale LBO and RTP crystals for high-efficient lasers

Denis Balitsky, Philippe Villeval, Dominique Lupinski, Marc-André Herrmann

CRISTAL LASER SA, Parc du Breuil, 32 Robert Schuman, Messein 54850, FRANCE

LiB3O5 (LBO) and RbTiOPO4 (RTP) are two materials with very useful properties for respectively SHG and elec-tro-optics applications. LBO crystal has become the material of choice for high power laser applications from the UV to near IR. LBO (Figure 1a) is now the most popular material for Second Harmonic Generation (SHG) of 1064nm high power lasers and Sum Frequency Generation (SFG) of 1064nm laser source to achieve UV light at 355nm. RTP has become over the last few years a confirmed material for high repetition rate electro-optic modulators (Figure 1b). So, both materials are essential parts for many laser devices especially for high power beams in green and UV (LBO) as well as pulse modulation in a large range of frequencies (RTP). For 25 years Cristal Laser has been involved in nonlinear crystals manufacturing. LBO and RTP crystals are both produced using top seeded growth (TSSG) method. LBO is grown with molybdate fluxes and RTP with self-fluxes. Chemicals, growth station architecture, precise control of growth parameters are the main players to obtain quite perfect crystals. For example, chemicals of high purity from 3N to 6N are imperative for low impurities crystals. Distribution of the thermal field and the position of the cold point are very important for large crystals growth. The right configuration of the flux circulation leads to growth of >3 kg LBO single crystals. The long time experience in crystal growth allowed accurate temperature setting as a function of the weight of crystal. The control of growth parameters such as temperature inside growth station consist of 2, 3 or more resistive heaters. The temperature setting is automatic and depends on the weight of the crystal. Growth duration is more than 2 months and requires a precise control of the growth parameters. All these parameters lead to perfect crystals growth that is necessary for demanding optics application and high production yield.

Figure 1. Left: a) LBO crystal, weight aprox. 1.5kg, Right: b) RTP electro-optic cells for modulation a laser beam at 1064nm, size 6x6x(10x2) mm3

[email protected]


RC3-1Nowe nanomateriały w laserowej technice generacji ultrakrótkich impulsów

Jarosław Sotor1, Grzegorz Soboń1, Krzysztof M. Abramski1

1Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Politechnika Wrocławska

Dynamiczny wzrost liczby praktycznych zastosowań impulsów optycznych o czasach trwania poniżej 1 ps po-woduje jednocześnie intensyfikację badań nad metodami ich generacji w zakresach spektralnych od głębokie-go ultrafioletu do średniej podczerwieni. Kluczowym elementem rezonatorów laserowych umożliwiających generację ultrakrótkich impulsów, oprócz ośrodków wzmacniających charakteryzujących się wzmocnieniem w szerokim zakresem spektralnym, są nasycalne absorbery. Elementy te umożliwiają inicjacje oraz stabilizację pracy lasera w trybie synchronizacji modów.Pasmo jak również zakres spektralny pracy projektowanych i budowanych systemów laserowych generują-cych ultrakrótkie impulsy ograniczone są niejednokrotnie parametrami dostępnych obecnie nasycalnych ab-sorberów półprzewodnikowych typu SESAM (ang. Semiconductor Saturable Mirror). Spowodowało to znacz-ny wzrost zainteresowania nowymi nanomateriałami wykazującymi znaczący efekt nasycalnej absorpcji oraz co najważniejsze charakteryzującymi się szerokim i ultra-szerokim spektralnym zakresem pracy (od setem to tysięcy nm). Aktualnie badania te koncentrują się na nanomateriałach węglowych (nanorurki węglowe, grafen), izolatorach topologicznych (np. Bi2Se3, Sb2Te3), dichalkogenkach metali przejściowych (np. MoS2, WS2) oraz czarnym fosforze. Przykładowo, wykorzystując nasycalne absorbery na bazie kompozytów grafen/PMMA (rys. 1a,b) uzyskano generację ultrakrótkich impulsów w zakresie spektralnym 1550 nm – 2090 nm (la-sery światłowodowe bazujące na włóknach domieszkowanych jonami erbu, tulu i holmu) (rys. 1c). Parametry wygenerowanych impulsów obrazuje rys. 1d-e.W ramach referatu przedstawiony zostanie obecny stan wiedzy w tym temacie. Określone zostaną perspek-tywy rozwoju nowych technologii nasycalnych absorberów. Potencjał zastosowania tych nanomateriałów zo-stanie poparty wynikami uzyskanymi przez Grupę.

Rys. 1. a) Kompozyty grafen/PMMA do zastosowań jako nasycane absorbery, b) widmo Ramana kompozytu zawierającego 24 warstwy grafenu, c) schemat rezonatora pierścieniowego. Widma

optyczne wraz z uzyskanymi czasami trwania impulsów (wstawienia) uzyskane w układach z włóknami domieszkowanymi jonami Er (d), Tm (e) i Ho (f)

[email protected]

RC3-2Luminescencja w zakresie średniej podczerwieni z szkieł chalkogenidkowych domieszkowanych jonami ziem rzadkich

L. Sojka(1), Z. Tang(2), H. Sakr(2), E. Beres-Pawlik(1), D. Furniss(2), A. Seddon(2), T.M. Benson(2), S. Sujecki(1,2)

1Telecommunications and Teleinformatics Department, Wroclaw University of Technology, Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw, Poland

2 George Green Institute for Electromagnetics Research, University of Nottingham, University Park, NG7 2RD Nottingham, UK

Jednym z największych wyzwań współczesnej fotoniki jest opracowanie efektywnych źródeł światła pracujących w zakresie średniej podczerwieni. Potencjalne źródła światła pracujące w tym zakresie mogą znaleźć wiele zastosowań w branży medycznej oraz czujnikowej. Uzyskanie efektywnej emisji z zakresu średniej podczerwieni nie jest możliwe w szkłach krzemionkowych ze względu na fakt wysokiej energii fononów tej matrycy szklistej. W celu osiągnięcia emisji powyżej 3 μm potrzebna jest matryca szklista charakteryzująca się niską energią fononów. Materiałem który może spełnić to wymaganie jest szkło chalkogenidkowe. Szkło to charakteryzuje się niską energią fononów poniżej 400 cm-1 co predysponuje je do osiągnięcia emisji powyżej 3 μm [1,2]. Materiały te cechują się również wysokimi wartościami współczynnika załamania z czego wynika wysoka wartość przekrojów czynnych emisji oraz absorpcji dla szkieł chalkogenidkowych domieszkowanych jonami ziem rzadkich.W artykule zostaną zaprezentowane wyniki badań teoretycznych i eksperymentalnych nad nowymi typami szkieł oraz światłowodów chalkogenidkowych domieszkowanych jonami ziem rzadkich mogących znaleźć zastosowanie w laserach pracujących w zakresie bliskiej oraz średniej podczerwieni. W szczególności zostanie omówiona luminescencja z zakresu średniej podczerwieni (między 3-6.5 mm) uzyskana dla szkieł chalkogenikdowych domieszkowanych jonami Pr3+ oraz Tb3+ [3,4]. Dodatkowo korzystając z wyników eksperymentalnych oraz modelowania numerycznego zostaną określone warunki uzyskania wzmocnienia w zakresie średniej podczerwieni.Literatura1. A. Seddon, Z. Tang, D. Furniss, S. Sujecki, and T. Benson, “Progress in rare-earth-doped mid-infrared fiber

lasers,” Opt. Express 18, 26704-26719 (2010).2. H. Sakr, D. Furniss, Z. Tang, L. Sojka, N. A. Moneim, E. Barney, S. Sujecki, T. M. Benson, and A. B. Seddon,

“Superior photoluminescence (PL) of Pr3+-In, compared to Pr3+-Ga, selenide-chalcogenide bulk glasses and PL of optically-clad fiber,” Opt. Express 22, 21236-21252 (2014).

3. L. Sójka, Z. Tang, D. Furniss, H. Sakr, A. Oladeji, E. Bereś-Pawlik, H. Dantanarayana, E. Faber, A. B. Seddon, T. M. Benson, and S. Sujecki, “Broadband, mid-infrared emission from Pr3+ doped GeAsGaSe chalcogenide fiber, optically clad,” Opt. Mater. 36(6), 1076–1082 (2014).

4. S. Sujecki, A. Oladeji, A. Phillips, A. B. Seddon, T. M. Benson, H. Sakr, Z. Tang, E. Barney, D. Furniss, Ł. Sójka, E. Bereś-Pawlik, K. Scholle, S. Lamrini, and P. Furberg, “Theoretical study of population inversion in active doped MIR chalcogenide glass fibre lasers (invited),” Opt Quant Electron 47, 1389-1395 (2015).

[email protected]


RC3-3Monolityczny mikrolaser impulsowy generujący promieniowanie 1,5 µm

Jarosław Młyńczak1*, Krzysztof Kopczyński1, Nabil Belghachem1, Jarosław Kisielewski2, Ryszard Stępień2, Marek Wychowaniec3, Jacek Galas3, Dariusz Litwin3, Adam Czyżewski3

1 Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2 Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa

3 Instytut Optyki Stosowanej, ul. Kamionkowska 18, 03-805 Warszawa

Opracowano i wykonano impulsowy mikrolaser monolityczny Er3+,Yb3+:glass/Co2+:MgAl2O4 generujący pro-mieniowanie w obszarze promieniowania bezpiecznego dla wzroku. Ośrodek aktywny został termicznie połą-czony z nasycalnym absorberem.Otrzymano promieniowanie laserowe o następujących parametrach: moc w impulsie 10,53 kW, czas trwania impulsu mierzony na połowie wysokości 3,8 ns, energia w impulsie 40,01 µJ, sprawność różniczkowa 5,31 oraz próg generacji 226 mW. Częstotliwość repetycji impulsów jest zależna od mocy pompującej i dla =375 mW wynosiła 0.735 kHz.Schemat budowy mikrolasera przedstawiono na rysunku 1, a generowaną moc średnią w funkcji średniej mocy pompującej padającej na ośrodek aktywny na rys. 2.Prace były finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach projektów PBS1/B5/16/2012 i DOB-1-6/1/PS/2014.

[email protected]

Rys. 1. Schemat budowy mikrolasera: FoP – światłowód diody pompujacej; PB – wiązka pompujaca; Op – układ

optyczny; AM – ośrodek aktywny Er3+,Yb3+:glass; SA – pa-sywny modulatur Co2+:MgAl2O4; GB – wiązka generowana

Rys. 2. Generowana moc średnią w funkcji średniej mocy pompującej padającej na ośrodek aktywny

RC3-4Optyczne i termiczne właściwości kryształów Gd3(Al,Ga)5O12:Ho3+, Gd3(Al,Ga)5O12:Tm3+ i Gd3(Al,Ga)5O12:Er3+, potencjalnych ośrodków czynnych laserów krystalicznych generujących w zakresie bliskiej podczerwieni

Jarosław Komar1, Marek Berkowski2, Michał Głowacki2, Piotr Solarz1, Andrzej Jeżowski1 , Witold Ryba-Romanowski1

1Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN, ul. Okólna 2, 50-422 Wrocław 2 Instytut Fizyki PAN, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

Pośród szerokiej rodziny podstawianych granatów używanych jako matryce dla luminescencyjnych jonów ziem rzadkich układ Gd3(Ga,Al)5O12 (GGAG) jest najnowszym przedstawicielem. Został on początkowo zapro-ponowany jako materiał scyntylacyjny domieszkowany jonami Ce3+[1]. W tej pracy wytworzono metodą Czo-chralskiego kryształy o nominalnej stechiometrii Gd3Al2.5Ga2.5O12 pojedyńczo domieszkowane jonami Ho3+, Er3+ and Tm3+. Otrzymane kryształy przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Zdjęcia otrzymanych kryształów: GGAG:2at%Yb3+ (a), GGAG:0.5at%Er3+ (b), i GGAG:1at%Ho3+ (c). Prawy wykres - przewodność cieplna niedomieszkowanego kryształu oraz kryształów domieszkowanych jonami Ho3+ i Er3+

W matrycy GAGG częściowe podstawienie jonów Ga3+ i Al3+wywołuje zaburzenie pola krystalicznego wywołu-jące niejednorodne poszerzenie linii jonów luminescencyjnych. Obserwowane szerokości linii są około cztery razy większe niż te dla uporządkowanej matrycy YAG. Długo żyjąca (czas życia 4,7 ms) emisja GAGG:Er, w zakresie spektralnym od 1450 do 1650 nm, charakteryzu-jąca się wysokim przkrojem czynnym na emisję jest związana z przejściem kończącym się na stanie podstawo-wym którego rozszczepienie wynosi 581 cm-1[2]. Widmo przejścia 5I7 -

5I8 dla kryształów GGAG:Ho rozciąga się pomiędzy 1850 a 2150 nm osiągając szczytowy przekrój czynny na emisję równy 1.17×10-20cm2 przy 2090 nm. Rozszczepienie stanu końcowego wynosi 489 cm-1. Współdomieszkowanie jonami iterbu pozwala na wydajne pompowanie optyczne [3]. Widmo emisji 3F4 – 3H4 krzyształów GGAG:Tm rozciąga się pomiędzy 1630 nm a 2005 nm. Przy stężeniu jonów Tm3+ wynoszącym 4% około 90% energii wiązki pompującej zgromadzonej na poziomie pompowania 3H4 zasila górny poziom laserowy przez bezpromienistą relaksację dając w rezultacie tzw. pompowanie dwa-za-jeden (ang. “two-for-one pumping”).Literatura[1] K. Kamada, T. Endo, K. Tsutumi, J. Pejchal, M. Nikl, Cryst. Growth Des. 3, 4484–4490 (2011) [2] T. Niedźwiedzki, W. Ryba-Romanowski, J. Komar, M. Głowacki, M. Berkowski, J. Lumin. 177 (2016) 219–227[3] W. Ryba-Romanowski, J. Komar, T. Niedźwiedzki, M. Głowacki, M. Berkowski, J. Alloys Compd. 656, 573–580 (2016)

[email protected]


RC3-5Detekcji sygnałów DAVLL z synchronicznym przełączaniem polaryzacji wykorzystująca ciekły kryształ ferroelektryczny jako metoda stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego

Grzegorz Dudzik*, Janusz Rzepka i Krzysztof M. Abramski

Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Katedra Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Przedstawiamy metodę detekcji sygnałów DAVLL (Dichroic Atomic Vapor Laser Lock) z synchronicznym przełą-czaniem polaryzacji (nazwaną PSDAVLL), którą zastosowano w praktyce do stabilizacji częstotliwości lasera VCSEL wykorzystując komórkę z parami izotopów rubidu (85,87Rb) na długości fali 780 nm (Rys.1a). Ideę detekcji stanowi połączenie dobrze znanej metody wykorzystującej zjawisko dichroizmu par atomów do stabilizacji częstotliwości laserów oraz spektroskopii (DAVLL) z układem detekcji synchronicznej zawierającej powierzchniowo stabilizowaną ferroelektryczną komórkę ciekłokrystaliczną (SSFLC). Komórka SSFLC jest elementem przełączającym polaryzację światła laserowego oraz jednocześnie pełni funkcję płytki ćwierćfalowej.

Rys. 1. Układ eksperymentalny PSDAVLL (a) oraz układy detekcji (c,d) z uzyskanymi sygnałami wyjściowymi (b)

Zastosowanie metody PSDAVLL zwiększyło o 9,6 dB dynamikę detekowanego sygnału (DNR-Dynamic Range Ratio) w porównaniu z powszechnie znaną i używaną w metodzie DAVLL, detekcją w konfiguracją polarymetru zbalansowa-nego (Rys.1cd). W układzie stabilizacji lasera VCSEL uzyskano stałości częstotliwości 2,7x10-9, odtwarzalność na poziomie 1,2x10-8 oraz wartość DNR równą 81,4 dB. Przedstawiona metoda detekcji, posiadająca jeden tor pomiarowy z pojedyn-czą fotodiodą, całkowicie eliminuje problem offsetu wzmacniaczy fotodiod występujący w układzie BP, zmian wzmocnie-nia wzmacniacza fotodiody od warunków otoczenia oraz efektów starzenia elementów elektronicznych. Mniejsza wraż-liwość prezentowanego układu detekcji na zmianę warunków otoczenia zwiększa dokładność stabilizacji częstotliwości oraz wartość jej odtwarzalności. Wyższa wartość DNR oznacza większe nachylenie zbocza detekowanego sygnału (dla PSDAVLL: 5,9 V/GHz oraz BP: 3 V/GHz–Rys.1b) co również zwiększa dokładność stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego, którego moc optyczna może wynosić zaledwie dziesiątki µW.

[email protected]

RP1-1Holografia cyfrowa w pomiarach i obrazowaniu trójwymiarowym

Tomasz Kozacki, Małgorzata Kujawińska

Instytut Mikromechaniki i Fotoniki, Politechnika Warszawska, ul. Św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa

Holografia i interferometria holograficzna są unikalnymi technikami pozwalającymi na rejestrację i rekon-strukcję informacji o zespolonym froncie falowym reprezentującym trójwymiarowy obiekt i jego zmiany. Jednakże dopiero rozwój cyfrowych wersji tych metod na dobre wprowadził je do współczesnych technik pomiarowych i obrazowania trójwymiarowego. Głównym atutem cyfrowej holografii (CH) jest numeryczny etap rekonstrukcji, który pozwala na realizację ilościowego obrazowania zespolonej fazy w rozszerzonej głębi ostrości (Extended Focus Imaging, EFI) oraz dokonywania różnorodnych operacji na tej fazie.W referacie zaprezentowane zostaną najnowsze osiągnięcia Zakładu Inżynierii Fotonicznej w dwóch obszarach: cyfrowej mikroskopii holograficznej (CMH) i tomografii holograficznej (TH) do pomiarów obiektów fazowych oraz pozyskiwania danych i obrazowania holograficznego obiektów trójwymiarowych w szerkokątnym disple-ju holograficznym. W CMH omówione zostanie rozwinięcie i implementacja koncepcji EFI do precyzyjnych pomiarów profilu mikro-powierzchni o znacznych wartościach kąta nachylenia zboczy (mikrosoczewki, mikroformy). Dla tego typu przedmiotów najdokładniejszą i najbardziej elastyczną metodą realizacji EFI jest technika LRA (Local Ray Approximation), która pozwala na konwersję wysokoaperturowego pola optycznego w kształt dla prawie dowolnych warunków oświetlania (falą płaską poosiową, płaską pochyloną i sferyczną). Omówione zostaną metody zwiększenia dokładności pomiaru holograficznego poprzez optymalizację warunków oświetlania tak, aby jak najlepiej wykorzystać aperturę zastosowanego układu optycznego oraz implementację koncepcji syn-tetycznej apertury (SA) wspomaganych przez EFI.Cyfrowa holografia jest często mylnie postrzegana, jako technika umożliwiająca pełne obrazowanie 3D. W istocie jest to technika 2½D, a obrazowanie struktury wewnetrznej obiektu jest możliwe dzięki zastosowa-niu techniki tomograficznej. W drugiej części referatu omówione zostaną systemy holograficznej mikroskopii tomograficzne pracujęce w całym i ograniczonym kącie projekcji. W szczególności przedstawione zostaną algorytmy tomograficzne bazujące na koncepcji EFI, które umożliwiają minimalizację błędów bicia w tomo-grafii z próbką obrotową, znaczne zwiększenie dokładności rekonstrukcji dla obszarów poza osią obrotu oraz rozwinięcie algorytmu do innych warunków oświetlenia niż falą płaską. W ostatniej części referatu przedstawione zostaną koncepcje rejestracji, przetwarzania i rekonstrukcji holo-gramów cyfrowych bazujace na poprzednio omówionych algorytmach (EFI, SA i in.), lecz zmodyfikowane dla potrzeb obrazowania obiektów trójwymiarowych w displeju holograficznym o szerokim polu widzenia. Zapre-zentowany zostanie końcowy wynik rekonstrukcji hologramu z syntetyczną aperturą w postaci monochroma-tycznego i barwnego obrazu obiektu 3D wysokiej jakości.

Prezentowane prace wykonane zostały w ramach programów Narodowego Centrum Nauki MAESTRO (um. 2011/02/A/ST7/00365) i OPUS (um. 2015/17/B/ST8/02220) oraz programu Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej TEAM/2011-7/7 współfinansowanego przez Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego.

[email protected]


RP1-2Zdalne wykrywanie par alkoholu w poruszających się pojazdach

Krzysztof Kopczyński, Jan Kubicki, Jarosław Młyńczak, Jadwiga Mierczyk, Klaudia Hackiewicz

Instytut Optoelektroniki WAT Kaliskiego 2, 01-476 Warszawa

W pracy przedstawiono wyniki dotychczasowych prac prowadzonych w Instytucie Optoelektroniki WAT nad zdalną detekcją par alkoholu w poruszających się samochodach metodą różnicowej absorpcji promieniowa-nia. Zwrócono szczególną uwagę na problemy związane z widmem transmisyjnym szyb oraz związków che-micznych (łącznie z parami alkoholu) w kabinach sprawdzanych pojazdów (rys. 1). Uwzględniono przy tym istotny problem różnego współczynnika absorpcji w szybach dla możliwych do wykorzystania wiązek światła: odpowiednio dla wiązki absorbowanej w parach alkoholu i wiązki odniesienia. Opisane zostały wyniki badań zbudowanego modelu urządzenia (rys. 2) dla wykrywania par alkoholu w samochodach o znanych szybach. Przeprowadzono również rozważania nad wykorzystaniem międzypasmowych laserów kaskadowych do zdal-nego wykrywania par alkoholu w ruchomych samochodach i wykonano podstawowe badania układu wyko-rzystującego te lasery między innymi przy prześwietlaniu odpowiedniej kuwety z parami alkoholu o określo-nych stężeniach.

[email protected]

Rys. 1. Zestawienie charakterystyk transmisyjnych z długościami fal promieniowania wybranych laserów

Rys. 2. Model urządzenia

RP1-3Laserowy pomiar prędkości pojazdów

Michał Muzal, Zygmunt Mierczyk, Marek Zygmunt, Wiesław Piotrowski

Wojskowa Akademia Techniczna Im. Jarosława DąbrowskiegoInstytut Optoelektroniki, Ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

Prezentowana metoda laserowego pomiaru prędkości polega na zdalnym pomiarze drogi przebytej przez pojazd w zadanym odstępie czasu. Jej głównym elementem jest laserowy pomiar odległości. Metoda jest przeznaczo-na do implementacji w miernikach przenośnych, „bezpiecznych dla oka” i zdolnych wykonać pomiar o zasięgu kilkuset metrów. Wymagania, jakie tego typu mierniki powinny spełniać, aby uzyskać dopuszczenie do użytko-wania, narzucają na ich konstrukcję szereg ograniczeń. Określenie dopuszczalnego błędu pomiaru prędkości na ±1km/h oznacza, że przyrząd którego całkowity czas pomiaru wynosi 300ms powinien wykonać pomiar dro-gi z dokładnością nie gorszą niż ±8cm, a błąd pojedynczego pomiaru odległości nie powinien być większy niż ±6cm. Spełnienie wymagań na bezpieczeństwo dla oka łączy się z koniecznością wyposażenia toru nadawczego w źródło promieniowania o niskiej emisji. Wymóg ten znacząco ogranicza maksymalny zasięg po-miaru. Zwiększenie zasięgu oraz poprawę stosunku sygnał/szumu umożliwia technika odbioru z synchronicznym sumowaniem jednakże do jej zastosowania konieczna jest cyfrowa rejestra-cja sygnału echa. W technice cyfrowej, rejestrację sygnału analogowego umożliwiają przetwor-niki analogowo - cyfrowe. Niestety, nawet najszybsze z dostępnych przetworników, taktowane z częstotliwością 500MHz, nie zapewniają rozdzielczości pomiaru czasu odpowiedniej do lasero-wego pomiaru prędkości. Osiągnięcie pożądanej dokładności wymusza konieczność opracowania i implementacji algorytmów obliczeniowych bazujących na charakterystycznych cechach zarejestrowanego sygnału.

Rys. 1. Wynik analizy błędu określenia odległości za pomocą opracowanej metody w zależności od relacji wielkości zarejestrowanego sygnału do szumu

W artykule zaprezentowano metodę precyzyjnego wyznaczania odległości na podstawie zareje-strowanych przebiegów sygnału echa. Przedstawiono analizę błędu omawianej metody oraz wy-niki komputerowych symulacji i badań terenowych. Potwierdzono, że jej zastosowanie pozwala na zwiększenie rozdzielczość pomiaru odległości powyżej granicy wynikającej z częstotliwości próbkowania sygnału echa oraz spełnienie wymagań stawianych laserowym miernikom prędkości.

[email protected]


RP1-4Charakterystyka i klasyfikacja pyłków roślinnych za pomocą laserowych metod optycznych

Monika Mularczyk-Oliwa, Aneta Bombalska, Mirosław Kwaśny, Krzysztof Kopczyński, Maksymilian Włodarski, Miron Kaliszewski, Jerzy Kostecki

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Problem pyłkowicy – choroby związanej z alergią na pyłki roślinne stał się w ostatnich latach jedną z najczęst-szych chorób cywilizacyjnych. Bardzo istotny wydaje się fakt monitoringu środowiska pod kątem obecności określonego rodzaju alergenu. Na potrzeby aeropalinologii istnieje konieczność rozszerzenia grupy tradycyj-nych metod identyfikacji pyłków, o szybsze i bardziej precyzyjne systemy badawcze.Celem pracy była charakterystyka i klasyfikacja określonych rodzajów pyłków roślinnych przy użyciu lasero-wych metod optycznych, popartych analizą chemometryczną. Zbadano kilkanaście gatunków pyłków, dla których utworzono bazę charakterystyk spektralnych przy użyciu metod: LIF, rozpraszania ramanowskiego, absorpcji w podczerwieni. Zebrano charakterystyki spektralne zarówno popularnych alergenów jak i pyłków o małym znaczeniu klinicznym. Na podstawie zarejestrowanych widm dokonano analizy statystycznej, która umożliwiła klasyfikację badanych gatunków pyłków. Do badania widm emisji od cząstek stałych naniesionych na płytki zastosowano laser Nd:YAG z generacją czwartej harmonicznej (266 nm) firmy Intelite oraz laser diodowy GaN (375 nm) firmy Power Technology Inc. W rejestracji widm rozpraszania ramanowskiego badanego materiału użyto spektrometru ramanowskiego Nicolet IS-50 o długości fali wzbudzającej 1064nm. Zakres pomiarowy obejmował liczby falowe w granicach 400-4000 cm-1. W rejestracji widm absorpcyjnych w zakresie średniej podczerwieni 4000-650 cm-1, zastosowano podstawo-wą technikę rejestracji w modzie transmisyjnym przy użyciu tabletek z KBr oraz techniki odbiciowe: ATR - osła-bionego całkowitego wewnętrznego odbicia i DRIFT- odbicia rozproszonego. Uzyskano wstępną klasyfikację pyłków roślinnych z podziałem na jednostki taksonomiczne. Duży wpływ na podział klasyfikacji miała zastosowana metoda oraz jej czułość.

Rys. 1. Klasyfikacja pyłków na podstawie widm ramanowskich i analizy chemometrycznej [email protected]

RP1-5Metody badania odchyłek kształtu powierzchni elementów optycznych do budowy systemów formowania wiązki lasera wysokiej mocy

Michał Józwik1, Maciej Trusiak1, Kamil Liżewski1, Nikolay Voznesenskiy2, Małgorzata Kujawińska1

1Instytut Mikromechaniki i Fotoniki, Wydział Mechatroniki, Politechnika Warszawska ul. Św. A. Boboli 8, 02-525 Warszawa

2Difrotec OÜ, Riia 181b, 51014 Tartu, Estonia

W pracy zaprezentowany zostanie przegląd metod i systemów interferometrycznych, które mogą być zasto-sowane do badania jakości powierzchni optycznych elementów wykorzystywanych do budowy systemów formowania wiązki laserów wysokiej mocy. W pierwszej części pracy poza przeglądem komercyjnych syste-mów zaprezentowany zostanie układ interferometru dyfrakcyjnego [1] umożliwiający dokładne pomiary ele-mentów sferycznych o dużych średnicach oraz aperturze numerycznej do NA=0,55 bez konieczności zakupu wzorca interferencyjnego. Dodatkowo omówione zostaną nowe metody przetwarzania wstępnego obrazu interferencyjnego i analizy odtworzonej fazy bazujące na empirycznej dekompozycji modów [2] i umożliwiają-ce kontrolowane podniesienie jakości interferogramu oraz odseparowanie informacji o różnych parametrach badanej powierzchni.W drugiej części referatu zasygnalizowane zostaną metody interferometryczne i rozwiązania bazujące na po-lowym czujniku Shacka-Hartmanna do badań wpływu wysokoenergetycznej wiązki laserowej na kształt ba-danych elementów optycznych. W szczególności przeanalizowana zostanie opcja pośredniego zastosowania interferometrów z poprzecznym rozdzieleniem czoła fali. Zaproponowane zostaną różne scenariusze pomia-rowe uwzględniające wykorzystanie nowych jednoobrazowych metod analizy interferogramów.W obu przypadkach przeanalizowane zostaną źródła błędów metod pomiarowych wpływających na niepew-ność pomiarów dla różnych warunków pracy badanych elementów optycznych.Referowane prace wykonane zostały w ramach projektu LSBSE realizowanego na rzecz bezpieczeństwa i obronności państwa (umowa DOB-1-6/1/PS/2014) oraz projektu 7PR UE ACTPHAST.

[1] N. Voznesenskiy, D. Ma, C. Jin, H. Zhang, J. Yu, M. Voznesenskaia, T. Voznesenskaia, and W. Zhang, ”Point diffraction interferometry based on the use of two pinholes”, Proc. SPIE 9525, 9251K (2015)[2] M. Trusiak, M. Wielgus, and K. Patorski, “Advanced processing of optical fringe patterns by automated selective reconstruction and enhanced fast empirical mode decomposition,” Opt. Lasers Eng. 52(1), 230–240 (2014)

[email protected]


RP1-6Wieloosiowy interferometr laserowy do badań geometrii maszyn.

Janusz Rzepka, Grzegorz Budzyń, T. Podżorny, J. Tkaczyk

Politechnika Wrocławska, Lasertex Sp. z o. o.

Streszczenie referatu:W pracy przedstawiono interferometr do badania geometrii maszyn umożliwiający pomiary trzech wzajemnie prostopadłych osi maszyny z jednego ustawienia lasera. Układ umożliwia pomiary pozycjonowania każdej z osi oraz pomiary prostopadłości osi metodą diagonalną, bez konieczności kolejnych justowań zespołu po-miarowego dla każdej osi. Przełączanie osi pomiarowych jest realizowane w układzie generatora kierunku wiązki, który stanowi jednocześnie optyczny układ interferometru pomiarowego. Układ generatora wykorzy-stuje nowatorskie przełączniki ciekłokrystaliczne na bazie wysokotransmisyjnych komórek ciekłokrystalicz-nych. Komórki opracowane zostały w Instytucie Fizyki Technicznej WAT. Dokładność kartezjańskiego układu generacji kierunku wiązki wynosi +/- 10 sekund. Straty odbiciowe przełącznika ciekłokrystalicznego są poniżej 0,5 %. Stabilność zespołu przełączania kierunku wiązki wynosi +/-2 sekundy. Stabilność temperaturowa wy-miarów geometrycznych poniżej 0,1 mikrometra/Co.

[email protected]

RP2-1Optoelektroniczny system wykorzystujący spektroskopię laserową do wykrywania markerów chorobowych w oddechu ludzkimTadeusz Stacewicz1, Zbigniew Bielecki2, Jacek Wojtas2, Janusz Mikołajczyk2, Dariusz Szabra2,

Paweł Magryta1, Artur Prokopiuk2

1Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydz. Fizyki, Uniwersytet Warszawski, Pasteura 5, 02-923 Warszawa2Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W ostatnich latach obserwuje się intensywny rozwój metod diagnozowania stanów chorobowych w oparciu o badania powietrza wydychanego. Analiza oddechu, w wypadku stwierdzenia w nim zbyt wysokiej koncen-tracji pewnych gazowych związków chemicznych, zwanych biomarkerami, może dać szybką odpowiedź o kon-kretnym procesie chorobowym (tab. 1), często na wczesnym etapie lub posłużyć do monitorowania procesu leczenia. Ponadto jest nieinwazyjna i bezbolesna.

Tab. 1. Przykładowe biomarkery schorzeń i ich typowe stężenia

Biomarker

Stężenie w oddechu zdrowego człowieka [ppb]

Przykładowe choroby Długość fali detekcji nm

Uzy-skana czułośc [ppb]

Tech-nika detekcji

Aceton < 1400 cukrzyca 266 5000 SSWO

Amoniak < 2000Choroby wątroby, choroba wrzodowa żołądka i dwunastnicy wywołana przez Helicobacter Pylori

1527,041 1000 MUPASS + WMS

Etan < 12 Choroba Alzhaimera, miażdżyca, cukrzyca, rak 3348,16 3,5 SSWO

Metan < 10000 Bakterie jelitowe 2253,66 100 MUPASS + WMS

Siarczek karbony-lowy

< 30 Choroby wątroby, odrzucenie przesz-czepu płuc 4875 1 SSWO

Tlenek azotu < 50 Astma, przewlekłe zapalenie oskrzeli 5262,96 5 SSWO

Tlenek węgla < 10000 Rozstrzenie oskrzeli, stres oksydacyjny,

astma, angina, hiperbilirubinemia 2333,72 400 MUPASS+ WMS

W ramach realizowanego w naszym zespole projektu badawczego SENSORMED opracowany został system detekcji sensorów biomarkerów wymienionych w tab. 1. Stężenie tych gazów w próbce powietrza wydycha-nego z płuc wyznaczane jest na podstawie pomiaru absorpcji promieniowania laserowego dostrojonego do wybranych molekularnych linii spektralnych. Wykorzystano ultraczułe techniki pomiaru absorpcji: Spektro-skopię Strat we Wnęce Optycznej (SSWO/CEAS) oraz spektroskopię wieloprzejściową połączoną z techniką modulacji fali lasera (MUPASS + WMS). Schemat systemu sensorów przedstawiony został na rys. 1. Poza mo-dułem detekcji optycznej i modułem analizy danych opracowano także układ pobierania i kondycjonowania próbki wydychanego powietrza.


Rys. 1. Schemat systemu sensorów do wyznaczania koncentracji biomarkerów w powietrzu wydychanym z płuc

Podziękowania: Badania realizowano w ramach projektu Sensormed (ID 179900) finansowanego przez Na-rodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz projektu DEC-2011/03/B/ST7/02544 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki

[email protected]

RP2-2Absorpcyjna i dyspersyjna spektroskopia laserowa wzmocniona wnęką optyczną

Daniel Lisak, Agata Cygan, Szymon Wójtewicz, Piotr Wcisło, Mikołaj Zaborowski, Grzegorz Kowzan, Piotr Masłowski, Roman Ciuryło

Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Instytut Fizyki, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń

Pomiary widm molekularnych o wysokiej rozdzielczości są ważne w wielu zastosowaniach, obejmujących ba-dania podstawowe, metrologię, jak i detekcję gazów. W przypadku bardzo słabych absorpcji metody spektro-skopii laserowej wzmocnionej wnęką optyczną, takie jak spektroskopia cavity ring-down (CRDS) zapewniają wysokiej jakości widma z bardzo wysokim stosunkiem sygnału do szumu [1,2]. Zaprezentowane zostaną wyni-ki badań kształtów molekularnych linii widmowych metodą CRDS ze stabilizacją częstotliwości modów wnęki (FS-CRDS [3]) oraz innych metod wzmocnionych wnęką, opisanych poniżej.Eksponencjalne zaniki światła, mierzone w SRDS, związane są z szerokością spektralną modów wnęki. Związek ten wykorzystywany jest w spektroskopii szerokości modów – cavity mode-width spectroscopy (CMWS) [4-6], w której widmo absorpcyjne otrzymywane jest z precyzyjnego pomiaru szerokości połówkowej modów wnę-ki. Analiza osiąganych dokładności pomiaru metod CRDS i CMWS osiąganych dla różnych poziomów absorp-cji wewnątrz wnęki wskazuje na ich komplementarność [5]. Dla niskich absorpcji, odpowiadających długim czasom zaniku i wąskim spektralnie modom, wyższą precyzję powinna osiągać metoda CRDS. W przeciwnym przypadku, dla wysokich absorpcji, odpowiadających krótkim zanikom i szerokim modom, precyzja CMWS powinna być wyższa.Pomiar dyspersyjnych przesunięć modów stanowi alternatywną metodę bardzo dokładnej spektroskopii. Po-nieważ częstotliwość daje się mierzyć najdokładniej ze wszystkich wielkości fizycznych, bezpośredni pomiar jednowymiarowego widma absolutnej lub różnicowej częstotliwości modów (1-dimensional cavity mode--dispersion spectroscopy – 1D-CMDS) [7,8] powinien wyeliminować potencjalne problemy wynikające z nie-liniowością systemu detekcji natężenia światła i zminimalizować systematyczne błędy aparaturowe. W prze-ciwieństwie do wszystkich metod spektroskopii absorpcyjnej, w 1D-CMDS obydwie osie widma mogą być dowiązane do najdokładniejszych wzorców częstotliwości [9]. Nowe metody spektroskopii wzmocnionej wnęką mogą być szczególnie przydatne w zastosowaniach wyma-gających wysokiej dokładności pomiarów słabych absorpcji, np. spektroskopia do monitorowania atmosfery i metrologii gazu, termometria dopplerowska, jak również w badaniach podstawowych związanych z pomia-rami częstotliwości, natężeń i kształtów linii widmowych. Bezpośrednie porównanie różnych, absorpcyjnych i dyspersyjnych metod pozwala na identyfikacje potencjalnych efektów aparaturowych na sub-procentowym poziomie dokładności, wymaganym w wielu nowoczesnych zastosowaniach spektroskopii laserowej.

[1] Cygan A, Lisak D, Wójtewicz S, et al., Phys. Rev. A 85, 022508 (2012)[2] Lin H, Reed ZD, Sironneau VT, Hodges JT, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Tr. 161, 11 (2015)[3] Long DA, Cygan A, van Zee RD, et al., Chem. Phys. Lett. 536, 1 (2012)[4] Nakagawa K, Katsuda T, Shelkovnikov AS, et al., Opt. Commun. 107, 369 (1994)[5] Cygan A, Lisak D, Morzyński P, et al., Opt. Express 21, 29744 (2013)[6] D. A. Long, G.-W. Truong, R. D. van Zee, et al., Appl. Phys. B 114, 489 (2014)[7] Cygan A, Wcisło P, Wójtewicz S, et al., Opt. Express 23, 14472 (2015)[8] Cygan A, Wójtewicz S, Zaborowski M, et al., Meas. Sci. Technol. 27, 045501 (2016)[9] Cygan A, Wójtewicz S, Kowzan G, et al., J. Chem. Phys. accepted (2016)

[email protected]


RP2-3Wybrane algorytmy analizy i przetwarzania sygnałów w spektroskopii strat we wnęce optycznej

Janusz Mikołajczyk1, Małgorzata Panek1, Paweł Magryta2, Zbigniew Bielecki1, Tadeusz Stacewicz2, Jacek Wojtas1

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S.Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2 Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, ul.Pasteura 5, 02-093 Warszawa

Laserowa spektroskopia absorpcyjna - LAS znajduje obecnie coraz szersze zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i technologii. Umożliwia ona wykrywanie substancji z dużą selektywnością oraz czułością na poziomie nawet ppt. Dlatego też, trwają intensywne prace dotyczące jej aplikacji w medycynie, ochronie środowiska oraz szeroko rozumianym bezpieczeństwie. Opracowano wiele metod LAS, które testowane są np. do wykry-wania biomarkerów chorobowych w wydychanym przez człowieka powietrzu, szkodliwych gazów w powie-trzu oraz wykrywania par materiałów wybuchowych. Jedną z najczulszych metod jest laserowa spektroskopia strat we wnęce optycznej (SSWO). Zapewnia ona uzyskanie progu czułości od 10-9cm-1 do nawet 10-14cm-1. Istota jej działania polega na dopasowaniu linii absorpcyjnej zastosowanego źródła promieniowania do wid-ma absorpcji badanej substancji oraz wyznaczeniu czasu zaniku promieniowania propagującego się w specjal-nie skonstruowanej wnęce optycznej. Istnieją również rozwiązania, w których dokonuje się pomiaru przesu-nięcia fazowego pomiędzy promieniowaniem na wejściu i wyjściu wnęki optycznej.W pracy przedstawiono wyniki prac związanych z opracowaniem programów do analizy widm absorpcyjnych oraz symulacji układu przetwarzania sygnałów w SSWO. Analizator widm umożliwia zdefiniowanie linii ab-sorpcyjnych gazów, które mogą być najbardziej efektywne ze względu na minimalizację wpływu ewentual-nych interferentów. Procedury te są realizowane na podstawie danych importowanych z bazy HITRAN.Głównym zadaniem układu przetwarzania sygnałów było określenie czasu zaniku promieniowania (τ) we wnę-ce. Opracowano kilka metod, w których zastosowano m.in. algorytmy Levenberg-Marquardt, najmniejszych kwadratów (LS), najmniejszych modułów (LA) i bisquare (B), dyskretnej transformaty Fouriera, stopniowego całkowania oraz synchronicznego całkowania. Przeprowadzono symulacje ich działania dla różnych parame-trów wejściowych, na podstawie których określono istotne właściwości pod kątem dokładności i szybkości działania. Parametrami wejściowymi były m.in. liczba pobranych próbek sygnału (N) (rys. 1a) oraz odpowia-dający im przedział czasu (ta) (rys. 1b).

Rys. 1. Wyniki symulacji wpływu doboru czasu trwania analizowanego sygnału (a) oraz ilości punktów pomiarowych (b) na błąd pomiaru czasu zaniku sygnału

[email protected]

RP2-4Spektroskopia wielofotonowa z wykorzystaniem czujników światłowodowychElżbieta Bereś-Pawlik1*, Hanna Stawska1, Maciej Popenda1, Łukasz Pajewski1, Robert Hossa2

1Katedra Telekomunikacji i Teleinformatyki2Katedra Systemów Przetwarzania Sygnałów

Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

W pracy przedstawiono badania związane ze spektroskopią wielofotonową, realizowane w Zespole w ciągu dwóch ostatnich lat. Przedstawiono czujniki światłowodowe, stosowane do przesyłania krótkich impulsów z zakresu średniej podczerwieni, a także czujniki do przesyłania sygnałów pikosekundowych do pomiaru in-tensywności fluorescencji oraz czasów życia. Dodatkowo zaprezentowane zostały prace związane z projekto-waniem włókien fotonicznych o niskiej dyspersji i tłumienności do przesyłania sygnałów femtosekundowych. Przedstawiono konstrukcje światłowodowych czujników wielomodowych do pomiarów intensywności fluore-scencji z wykorzystaniem impulsów piko- i femtosekundowych.

[email protected]


RP2-5Kompaktowe, spektroskopowe sensory stężenia gazów, pracujące w zakresie średniej podczerwieni: zasada działania i aplikacje

Aleksander Głuszek1, Arkadiusz Hudzikowski1, Frank K. Tittel2

1Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław2Rice University, 6100 Main St, 77005 Houston, Teksas, Stany Zjednoczone

Spektroskopia laserowa wykorzystująca kwantowe lasery kaskadowe (Quantum Cascade Laser - QCL) i międzypa-smowe lasery kaskadowe (Interband Cascade Laser - ICL), pracujace w paśmie średniej podczerwieni (3–8 µm), umożliwia wykorzystanie silnych podstawowych, rotacyjno-wibracyjnych, linii absorpcyjnych, które są mocniejsze o co najmniej jeden rząd od tych występujących w paśmie bliskiej podczerwieni. Dzięki temu, możliwe jest konstruowanie i wdrażanie kompaktowych sensorów molekuł gazów, które znajdują zastosowanie między innymi w przemyśle petrochemicznym, monitorowaniu środowiska naturalnego czy diagnostyce medycznej. W tej pracy przedstawiony aplikacje i różne techniki związane z pomiarem stężenia metanu (CH4) [1,2], etanu (C2H6) [1], tlenku azotu (NO) i węgla (CO) zostaną przedstawione w niniejszej publikacji.Molekuły np. metanu, etanu czy tlenku azotu można wykrywać wykorzystując spektroskopię absorpcyjną opartą o prze-strajalne źródła laserowe. W celu poprawy czułości takiego sensora stosuje się wieloodbiciowe komórki absorpcyjne, zwiększając dystans jaki światło przebywa przez ośrodek [2]. W tej pracy zostanie zaprezentowany czujnik metanu (Rys. 1) o niewielkich wymiarach (32x20x17 cm3) i niskiej konsumpcji energii (mniej niż 6 W), osiągający limit detekcji 1.4 ppb dla minutowego czasu uśredniania [2]. Źródłem światła o długości 3291 nm jest nowoczesny międzypasmowy laser ka-skadowy zespolony z radiatorem i modułem Peltiera o objętości nieprzekraczającej 5x5x5 cm3. W celu wydłużenia ścieżki optycznej do 56 m zastosowano kompaktową komórkę wieloodbiciową o objętości 220 ml firmy Sentinel Photonics. Czujnik wykorzystuje metodę pomiaru bezpośredniego, gdzie laser jest przestrajany przy pomocy sygnału piłokształtne-go, a sygnał na detektorze bezpośrednio odwzorowuje kształt piku absorpcyjnego. By zwiększyć rozdzielczość i czułość zastosowano algorytm uśredniający sygnał z detektora.

Rys. 1. Kompaktowy sensor metanu: a) trójwymiarowy model, b) wykres dewiacji Allana

Referencje:[1] F. Tittel, A. Gluszek, A. Hudzikowski, L. Dong, C. Li, P. Patimisco, A. Sampaolo, V. Spagnolo, J. Wojtas; “Re-cent advances of mid–infrared compact, field deployable sensors: principles and applications”, Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-8864, (2016).[2] L. Dong, C. Li, N. P. Sanchez, A. K. Gluszek, R. Griffin and F. K. Tittel;” Compact CH4 sensor system based on a continuous-wave, low power consumption, room temperature interband cascade laser”, Appl. Phys Lett. 108, 011106 (2016).

[email protected]

SESJA PLAKATOWA 1


PL1-1 Generacja solitonów sprzężonych w laserze światłowodowym z nasycalnym absorberem na bazie grafenu

Jakub Bogusławski1, Grzegorz Soboń1, Iwona Pasternak2, Aleksandra Krajewska2, Włodek Strupiński2, Krzysztof M. Abramski1, Jarosław Sotor1

1Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

2Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, Wołczyńska 133, 01-919 Warszawa

Lasery światłowodowe pracujące w trybie synchronizacji modów mogą generować impulsy o różnych charaktery-stykach, w zależności od parametrów wnęki rezonansowej, co jest opisane równaniem Ginzburga-Landaua. Pod-stawowym rozwiązaniem równania w dyspersji anomalnej jest pojedynczy impuls o charakterze solitonu optycz-nego. Innym rozwiązaniem może być para impulsów sprzężonych, oscylujących razem we wnęce. Powstają one w przypadku, gdy energia we wnęce jest odpowiednio duża. Pokazujemy, że laser światłowodowy może pracować zarówno w trybie generującym pojedynczy impuls, jak i parę impulsów sprzężonych, w zależności od mocy pom-pującej. Laser jest zbudowany w oparciu o światłowody całkowicie utrzymujące polaryzację, dzięki czemu jedynym zmiennym parametrem jest moc pompująca. Laser może generować stabilnie pojedynczy impuls o czasie trwania 290 fs i paśmie optycznym 11 nm. Dla większej mocy pompującej zaobserwowano generację sprzężonej pary soli-tonów optycznych o czasie trwania 460 fs i separacji 9,4 ps. Stabilność generowanych impulsów została dodatkowo potwierdzona z wykorzystaniem metody dyspersyjnej transformaty Fouriera, pokazując, że para solitonów sprzę-żonych oscyluje w rezonatorze z niezmienną intensywnością oraz separacją w czasie.

Rys. 1. Schemat układu eksperymentalnego lasera światłowodowego (a), widmo optyczne i wzór interferencyjny (b) oraz funkcja autokorelacji oscylującej pary solitonów (c)

Eksperymentalny układ lasera światłowodowego domieszkowanego jonami erbu w konfiguracji pierścieniowej przedstawiony jest na Rys. 1(a). Laser został zaprojektowany w kompaktowy sposób, z wykorzystaniem zintegrowa-nego komponentu hybrydowego (sprzęgacz WDM, izolator i sprzęgacz wyjściowy). W roli nasycalnego absorbera został użyty grafen wielowarstwowy. Rys. 1(b) przedstawia widmo optyczne oscylującej pary solitonów optycznych oraz zbliżenie wzoru interferencyjnego powstającego wskutek wzajemnego oddziaływania impulsów. Okres mo-dulacji o wysokim kontraście wynosi 0,88 nm. Rys. 1(c) przestawia funkcję autokorelacji impulsów – impulsy są od siebie oddzielone o 9,4 ps. Stosunek intensywności poszczególnych pików, wynoszący około 1:2:1, pokazuje, że oba impulsy mają bardzo zbliżoną intensywność. Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki (nr 2014/13/N/ST7/01968).

[email protected]

PL1-2Światłowodowy układ laserowy z pasywną synchronizacją modów generujący promieniowanie o długości fali ~2 μm

Maria Michalska, Marcin Mamajek, Jacek Świderski

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W komunikacie zaprezentowano światłowodowy układ laserowy składający się z lasera tulowego z pasywną sysn-chronizacją modów realizowaną za pomocą półprzewodnikowego zwierciadła wysycalnego (SESAM) oraz wzmac-niacza światłowodowego. Oscylator zbudowany został na bazie światłowodu domieszkowanego jonami tulu (Tm3+) pompowanego rezonansowo promieniowaniem o długości fali 1550 nm. Do budowy wzmacniacza zasto-sowano włókno optyczne dwupłaszczowe, o średnicy rdzenia/płaszcza wewenętrznego odpowiednio 10/130 µm (NA=0.15/0.46), pompowane promieniowaniem o długości fali 793 nm.Opracowany układ generuje regularny ciąg impulsów o wyjściowej mocy średniej >2 W. Czas trwania impul-sów optycznych wynosi ok. 110 ps. Częstotliowść repetycji tych impulsów wynosi 81 MHz, co dokładnie od-powiada czasowi własnemu rezonatora lasera. Charakterystyka czasowa promieniowania emitowanego przez układ laserowy przedstawiona została na Rys. 1.

Rys. 1. Oscylogram prezentujący przykładowy ciąg impulsów (a) oraz pojedynczy impuls (b) generowany przez opracowany układ laserowy

Opracowany układ laserowy generował promieniowanie o długości fali 1994 nm. Szerokość połówkowa (FWHM) linii emisji wynosiła 0.32 nm.Badania realizowane w ramach projektu nr UMO-2014/13/B/ST7/00442 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

[email protected]


PL1-3Analiza nieliniowej struktury periodycznej wykazującej parzystą symetrię

Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska1, Piotr Witoński1, Paweł Szczepański1,2

1Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa2Instytut Łączności, ul. Szachowa 1, 04-894 Warszawa

Od blisko dwóch dekad badane są jednowymiarowe struktury periodyczne wykazujące symetrię PT (z ang. parity time) [1]. Struktury takie są zbudowane z dwóch materiałów czynnych optycznie ułożonych naprze-miennie, wzmacniającego i stratnego, o wartościach współczynnika załamania dobranych zgodnie z regułą: n*(-x)=n(x) [2]. W ogólności, współczynniki załamania obu materiałów są zespolone, a ich części urojone mają przeciwne znaki: dla materiału wzmacniającego ng=nRe-inIm, a dla stratnego na=nRe+inIm. Struktury PT wykazują szereg ciekawych własności, np.: kierunkową niewidzialność, nieodwracalność propagacji światła, czy dosko-nałą absorpcję.W pracy przedstawiono po raz pierwszy analizę nieliniowej struktury periodycznej wykazującej parzystą sy-metrię, uwzgledniającą nasycenie wzmocnienia i absorpcji. Analiza ta polegała na zbadaniu własności trans-misyjnych i odbiciowych struktury PT przy oświetlaniu jej falą płaską o założonej mocy. Do opisu propagacji pola elektromagnetycznego w badanej strukturze wykorzystano zmodyfikowaną metodę macierzy przejścia wraz z formalizmem fal Blocha [3]. Model ten pozwala na zbadanie wpływu rzeczywistych parametrów struk-tury periodycznej (okres struktury PT, liczba komórek elementarnych zbudowanych z dwóch warstw: wzmac-niającej i stratnej, poziom wzmocnienia i start) oraz mocy fali padającej na własności transmisyjne.Celem dokładniejszej analizy, rozpatrzono cztery przypadki struktur PT, w których zespolony współczynnik załamania w różny sposób zależał od nasycenia wzmocnienia i nasycenia strat. W pierwszym przypadku zba-dano strukturę bez uwzględnienia obu nasyceń, gdzie części urojone współczynników załamania obu warstw nie zależą od natężenia pola elektromagnetycznego. W drugim i trzecim przypadku, studiowano struktury w którym współczynnik załamania jednej warstwy (odpowiednio wzmacniającej bądź stratnej) ulegał nasy-ceniu. W czwartym przypadku, analizowano struktury gdzie oba współczynniki załamania ulegały nasyceniu.Zaproponowany model pozwala na wyznaczenie szeregu charakterystyk. Pierwsza grupa pokazuje zależność odbicia i transmisji w funkcji liczby komórek elementarnych oraz okresu struktury znormalizowanego do długości fali dla różnych wartości urojonej części współczynnika załamania obu warstw. Charakterystyki te pozwalają wybrać optymalne parametry geometryczne struktury oraz współczynniki załamania, dla których uzyskuje się maksimum transmisji i odbicia. Dla tak wybranych parametrów, wyznaczana jest druga grupa charakterystyk ilustrująca rozkład pola elektro-magnetycznego propagującego się w dwóch przeciwnych kie-runkach wewnątrz struktury. Trzecia grupa charakterystyk obrazuje zależność współczynników odbicia i trans-misji w funkcji mocy fali płaskiej padającej na strukturę. Otrzymane charakterystyki pokazują silny wpływ natężenia fali padającej na własności nieodwracalności propagacji światła w badanych strukturach.Literatura:[1] C. M. Bender, S. Boettcher, Phys. Rev. Lett., 80 (1998) 5243.[2] R. El-Ganainy, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, Z. H. Musslimani, Opt. Lett. 32 (2007) 2632.[3] P. Yeh, A. Yariv, C−S. Hong, J. Opt. Soc. Am., 67 (1977) 423.

[email protected]

PL1-4Analiza możliwości generacji impulsów ultrakrótkich w planarnej strukturze hybrydowej z wykorzystaniem grafenu jako nieliniowego absorbera

Radosław Piekarski 1, Bartosz Janaszek1, Paweł Szczepański1,2, Robert Mroczyński1


Jedną z metod generowania impulsów ultrakrótkich charakteryzujących się łatwością w implementacji jest meto-da pasywna synchronizacji modów (ang. Passive Mode-locking), wykorzystująca nieliniowy absorber. W ogólności czas trwania generowanego impulsu zależy od szerokości krzywej wzmocnienia ośrodka aktywnego, liczby wzbu-dzonych modów, jak również jest determinowany własnościami nieliniowego absorbera. Jednym z interesujących nieliniowych ośrodków, pozwalających na pasywne wymuszenie synchronizacji modów jest grafen [1]. Ośrodek ten zachowuje nieliniowe właściwości w szerokim zakresie spektralnym oraz ultrakrótki czas relaksacji, pozwalając na generację impulsów rzędu dziesiątek fs [2]. W komunikacie zaproponowano wykorzystanie warstwy grafenu do wymuszenia pracy impulsowej w strukturze laserowej współpracującej z polimerowymi układami optyki zinte-growanej. Jest to struktura hybrydowa rys. 1, w której część aktywną stanowi falowodowy wzmacniacz wykonany w technologii fosforku indu sprzęgnięty z odcinkiem falowodu polimerowego w którym umieszczona jest war-stwa grafenu o nieliniowej absorpcji. Cała struktura zamknięta jest w rezonatorze optycznym. Do analizy generacji w tego typu strukturze opracowano model numeryczny bazujący na metodzie różnic skończonych w dziedzinie czasu, uwzględniający nieliniowe wzmocnienie w ośrodku aktywnym, nieliniową absorbcję warstwy grafenu oraz falowodowy charakter całej struktury laserowej. Uzyskane charakterystyki pracy pozwoliły na określenie wpływu geometrii rezonatora, liczby warstw grafenu tworzącego nieliniowy absorber oraz jego położenia rezonatorze na pracę impulsową. Na ich podstawie wskazano geometrie analizowanych struktur laserowych, w których uzyskiwa-no pracę impulsową w wyniku synchronizacji modów.

Rys. 1. Schemat struktury

Uzyskane wyniki stanowią podstawę do zaprojektowa-nia i wykonania przy współ-pracy z HHI struktur hybry-dowych, a co za tym idzie, ich eksperymentalnej wery-fikacji.Literatura[1] Zhipei Sun, Tawfique Hasan, Felice Torrisi, Dan-iel Popa, Giulia Privitera, Fengqiu Wang, Francesco Bonaccorso, Denis M. Bas-ko and Andrea C. Ferrari,

“Graphene Mode-Locked Ultrafast Laser” ACS Nano, 2010, 4 (2), pp 803–810[2] D. G. Purdie, D. Popa, V. J. Wittwer, Z. Jiang, G. Bonacchini, F. Torrisi, S. Milana, E. Lidorikis and A. C. Ferrari, “Few-cycle pulses from a graphene mode-locked all-fiber laser” Appl. Phys. Lett. 106, 253101 (2015)

[email protected]


PL1-5Generacja ultrakrótkich impulsów w zakresie spektralnym 2070 – 2090 nm w układzie lasera ze światłowodem aktywnym domieszkowanym jonami holmu

M. Pawliszewska1, G. Soboń1, P. Kaczmarek1, A. Przewolka2, I. Pasternak2, P. Peterka3, W. Strupiński2, K. Abramski1, J. Sotor1

1Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, Wrocław 2Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Wólczyńska 133, Warszawa

3Instytut Fotoniki i Elektroniki Czeskiej Akademii Nauk, 182 51 Praga, Czechy

Lasery emitujące ultrakrótkie impulsy w zakresie powyżej 2 μm znalazły szereg zastosowń m.in. w chirurgii czy spektroskopii [1]. Takie długości fali są osiągalne dla konstrukcji bazujących na światłowodach domieszko-wanych holmem, które ze względu na wzrost dostępności źródeł pompujących oraz nasycalnych absorberów (SA) na bazie nanomateriałów są intensywnie rozwijane.W tej pracy przedstawiono laser z pasywną synchronizacją modów z wykorzystaniem SA na bazie kompozytu grafen/PMMA [2]. Schemat pierścieniowego rezonatora laserowego w konfiguracji całkowicie światłowodo-wej o częstotliwości repetycji 51 MHz i jego trójstopniowego systemu pompującego przedstawiono na rys. 1a). Ze względu na całkowicie anomalną dyspersję rezonatora generowano solitony optyczne o szerokości połówkowej na poziomie 6 nm i czasie trwania na poziomie ~800 fs (rys. 1b). Optymalizację mocy wyjściowej dokonano przez zastosowanie sprzęgaczy wyjściowych o stopniu podziału (CR) w zakresie 10-80%. Wraz ze wzrostem CR obserwowano przestrajanie się widma optycznego w kierunku fal krótszych. Uzyskano zakres przestrajania środkowej długości fali od 2074 do 2091 nm (rys. 1c). Zmiana CR pozwoliła na maksymalizację mocy i energii odpowiednio do poziomu 112 mW i 2.2 nJ (rys. 1d).

Rys. 1. a) Schemat lasera. b) Autokorelacja impulsu wyjściowego. c) Widma optyczne dla skrajnych wartości CR. d) Moc i energia impulsów w funkcji CR

[1] K. Scholle i in., w: Frontiers in Guided Wave Optics and Optoelectronics, InTech, 2010. [2] G. Soboń i in., Opt. Mater. Express 5, 2884 (2015).

[email protected]

PL1-6Projekt lasera TJ VCSEL wykonanego na bazie materiałów azotkowych

Robert P. Sarzała, Karol Pijanowski, Marcin Gębski, Magdalena Marciniak, Włodzimerz Nakwaski

Instytut Fizyki, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź, Polska

Prace nad laserami VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser) wytwarzanymi w technologii azotkowej prowa-dzone są od kilkunastu lat, ale dopiero ostatnio powstały ich pierwsze konstrukcje pracujące z falą ciągłą w tempe-raturze pokojowej. Niestety ich parametry użytkowe nadal znacznie odbiegają od potrzeb konsumentów. Przyrządy te mogą znaleźć zastosowanie w systemach optycznego przesyłu danych za pomocą światłowodów plastikowych, w systemach LiFi, w pikoprojektorach, poligrafii wysokiej rozdzielczości, spektroskopii itp.Podstawowym problemem w tego typu konstrukcjach jest wytworzenie efektywnych i trwałych zwierciadeł DBR (distributed bragg reflector) oraz zapewnienie jednorodnego wstrzykiwania prądu do warstwy czynnej lasera. Na chwilę obecną wydaje się, że mimo oczywistych wad, najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie zwierciadeł dielektrycznych lub zupełnie nowego podejścia tzn. zwierciadeł MHCG (monolithic high contrast grating). Bardzo słaba przewodność elektryczna materiału GaN typu p oraz poważne problemy w stosowaniu w tych konstrukcjach warstw ITO (indium tin oxide) skłaniają do wniosku, że problemy elektryczne laserów GaN VCSEL najlepiej rozwiąże zastosowanie w ich konstrukcji złącza tunelowego (TJ - tunnel junction).

Rys. 1. Rozkład temperatury w warunkach pracy progowej lasera TJ VCSEL z dwoma dielektrycznymi zwierciadłami DBR a) oraz obliczony rozkład fali elektromagnetycznej w rezonatorze lasera TJ VCSEL z jednym dielektrycznym zwierciadłem DBR

i jednym zwierciadłem typu MHCG b)

Mimo że pewne kierunki konstrukcyjne dla laserów VCSEL wykonanych na bazie GaN zostały wytyczone, to projektowanie ich nadal stanowi wyzwanie. Sprawne działanie tych urządzeń zależy bowiem od precyzyjnego zgrania i optymalizacji wielu elementów struktury lasera aby zapewnić optymalne warunki odprowadzenia ciepła, propagacji fali elektromagnetycznej i rozpływu prądu. W pracy podjęto próbę zaprojektowania kon-strukcji lasera VCSEL ze złączem tunelowym (TJ VCSEL) wykonanego na bazie materiałów azotkowych. Projek-ty wykonano zarówno dla konstrukcji z dielektrycznymi zwierciadłami DBR jak i dla konstrukcji ze zwierciadła-mi MHCG. Wyznaczono także progowe parametry pracy tych przyrządów.Praca częściowo zrealizowana w ramach grantu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki grant 2014/13/B/ST7/00633.

[email protected]


PL1-7Badania quasi-ciągłego i impulsowego oddziaływania silnego promieniowania laserowego na materiały techniki wojskowej

Antoni Rycyk, Krzysztof Czyż, Jan Marczak†, Antoni Sarzyński, Wojciech Skrzeczanowski, Roman Ostrowski, Marek Strzelec, Karol Jach, Robert Świerczyński

Instytut Optoelektroniki WAT, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W komunikacie opisano prace związane z badaniami oddziaływania silnego promieniowania laserowego z wybranymi metalami, stanowiącymi typowe materiały stosowane w technice wojskowej (MTW), takie jak aluminium, miedź, mosiądz i tytan. Zaprojektowano i zbudowano laserowe stanowisko eksperymentalne składające się z dwóch systemów laserowych Nd:YAG pracujących w reżimie swobodnej generacji. W reżimie równoległej pracy obu systemów uzyskano energię impulsów 1 ms na poziomie 10 J, a przy zsynchronizowa-nym, szeregowym ich włączaniu – energię na poziomie 5 J w czasie około 2ms. Badano ubytki masy MTW w funkcji gęstości padającej mocy laserowej. Na podstawie zdjęć mikroskopowych określono rozkłady inten-sywności wiązki laserowej oraz geometrii 3D odparowania materiału tarczy (rys.1a).Określono zmiany współczynnika odbicia powierzchni MTW wywołane oddziaływaniem krótkookresowych pre-impulsów o dużej gęstości mocy. Wykorzystano w tym celu wzorcowy laser Nd:YAG, generujący, po wz-mocnieniu impulsy 10 ns o energii do 1 J o rozkładzie zbliżonym do rozkładu gaussowskiego. Przykładem uzyskanych wyników jest charakterystyka dla tarczy aluminiowej, przedstawiona na rys.1b.

Rys. 1. a) Mikrofotografia śladu oddziaływania wiązki laserowej z płytą aluminiową. Czas trwania impulsu 566 ms, energia impulsu 1064 nm około 4.2 J; b) Wykres zmian współczynnika odbicia polerowanego aluminium w funkcji

pierwszych dziesięciu naświetleń krótkim pre-impulsem 10 ns.

Przeprowadzono również badania widm emisyjnych MTW metodą laserowo indukowanej spektrometrii pr-zebicia (LIBS) w warunkach oddziaływania silnych i słabych oraz długich i krótkich impulsów wzbudzania. Promieniowanie plazmy rejestrowano za pomocą spektrometru ESA 4000 w obszarze UV VIS (200 – 780 nm) z rozdzielczością widmową około 20000. Przy naświetlaniu długim, niszczącym impulsem laserowym zaob-serwowano zanik widm w ultrafioletowej części długości fali (od 200 do około 350 nm) oraz, w przypadku tarczy aluminiowej, pojawienie się pasm cząsteczkowych AlO, wytworzonych w plazmie w wyniku reakcji chemicznej atomów Al z atomami tlenu, ponieważ eksperyment prowadzony był w powietrzu.PodziękowaniaPrace wykonano w ramach projektu NCBiR nr DOB-1-6/1/PS/2014: „Laserowe Systemy Broni Skierowanej Energii, Laserowe Systemy Broni Nieśmiercionośnej”.

[email protected]

PL1-8Światłowodowy laser tulowy do zastosowań w małoinwazyjnej chirurgii endoskopowej i robotycznejMaria Michalska1, Wiesław Brojek2, Zbigniew Rybak3, Piotr Sznelewski4, Marcin Mamajek1,

Jacek Świderski1

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2METRUM CRYOFLEX Sp. z o.o., Sp. k., ul. Zielna 29, 05-082 Blizne Łaszczyńskiego

3Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich, Wybrzeże L. Pasteura 1, 50-367 Wrocław4Centralny Szpital Kliniczny Ministerstwa Spraw Wewnętrznych, ul. Wołoska 137, 02-502 Warszawa

W komunikacie zaprezentowano demonstrator światłowodowego lasera tulowego generującego wiązkę cią-głą promieniowania o długości fali 1940 nm. Laser ten stanowi komponent urządzenia medycznego dedyko-wanego do małoinwazyjnej chirurgii endoskopowej i robotycznej. Widok modułu lasera przedstawiony został na Rys. 1.

Rys. 1. Widok modułu światłowodowego lasera tulowego o pracy ciągłej

Laser został zbudowany z użyciem światłowodu aktywnego typu dwupłaszczowego o średnicy rdzenia/płasz-cza wewnętrznego odpowiednio 25/250 µm (NA=0.06/0.46) pompowanego promieniowaniem o długości fali 793 nm. Do budowy rezonatora lasera użyte zostały światłowodowe siatki Bragga. Na wyjściu lasera gene-rowane jest promieniowanie o mocy ciągłej 30 W przy sprawności różniczkowej 45% (odniesionej do mocy promieniowania pompującej diody laserowej). Parametr jakości wiązki wyjściowej lasera wynosi M2<1.3. Opracowane urządzenie podlega testom dotyczącym bezpieczeństwa, funkcjonalności oraz skuteczności jako lase-ra chirurgicznego w zakresie cięcia tkanek z jednoczesną hemostazą krwi oraz minimalną destrukcją tkanek w linii cięcia (cięcie tkanek narządów miąższowych oraz gruczołowych i mięśni). Oczekuje się, że użycie opracowanego lasera pozwoli na minimalizację karbonizacji tkanek w linii cięcia, tym samym skutecznie zminimalizuje odczyn zapalny tkankowy i przyspieszy proces regeneracji.Badania realizowane w ramach projektu nr INNOTECH-K3/IN3/55/225968/NCBR/14 finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Roz-woju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

[email protected]


PL1-9Światłowodowy laser tulowy z przełączanym wzmocnieniem i pasywną synchronizacją modów

Maria Michalska, Marcin Mamajek, Jacek Świderski

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W komunikacie zaprezentowano światłowodowy laser tulowy pompowany rezonansowo impulsami promie-niowania o długości fali 1550 nm. Jako ośrodek aktywny lasera użyte zostało włókno optyczne dwupłaszczo-we charakteryzujące się średnicą rdzenia/płaszcza wewenętrznego odpowiednio 10/130 μm (NA=0.15/0.46). Synchronizacja modów lasera realizowana była za pomocą półprzewodnikowego zwierciadła wysycalnego (SESAM). W opracowanym układzie uzyskano generację impulsów optycznych wynikających z przełączania wzmocnie-nia (ang. gain-switching) z jednoczesną synchronizacją modów wzdłużnych lasera o 100% głębokości modu-lacji. Obwiednia impulsów promieniowania wyjściowego charakteryzowała się czasem trwania ok. 120 ns. W obrębie tej obwiedni rejestrowano ok. 30 subimpulsów o znacznie krótszym czasie trwania, rzędu pikose-kund (Rys. 1).

Rys. 1. Oscylogram prezentujący impuls promieniowania pompy @1550 nm (przebieg czerwony) oraz impuls generowany na wyjściu światłowodowego lasera tulowego @2000 nm (przebieg niebieski)

Opracowany laser pracował z częstotliwością repetycji 50 kHz (impulsy typu gain-switch) i generował promienio-wanie o długości fali 1999 nm. Częstotliwość impulsów zsynchronizowanych wynosiła 89 MHz i dokładnie odpowia-dała czasowi własnemu rezonatora lasera. Szerokość połówkowa (FWHM) linii emisji wynosiła 0.29 nm. Zastosowa-ne rozwiązanie konstrukcyjne lasera jest przedmiotem zgłoszenia patentowego (P.415946).Badania realizowane w ramach projektu nr UMO-2014/14/M/ST7/00868 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

[email protected]

PL1-10Skalowanie mocy erbowego lasera światłowodowego pracujęcego w trybie synchronizacji modów z nasycalnym absorberem na bazie grafenu

Jan Tarka1,Jakub Bogusławski1, Iwona Pasternak2, A. Przewółka2, Grzegorz Soboń1, Włodek Strupiński2, Krzysztof M. Abramski1, Jarosław Sotor1

1Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, Wrocław, 2 Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Wółczyńska 133, Warszawa

Ze względu na dopracowana technologię włókien światłowodowych podtrzymujących stan polaryzacji (PM) lasery światłowodowe znajdują coraz więcej zastosowań w przemyśle, medycynie oraz badaniach naukowych. W tej pracy przedstawiono wyniki badań nad skalowaniem mocy całkowicie światłowodowego lasera pracują-cego w trybie pasywnej synchronizacji modów, wykorzystującego włókno aktywne domieszkowane jonami erbu i nasycalny absorber na bazie kompozytu grafen/PMMA [1]. Skalowanie mocy uzyskano przez zmianę stopnia podziału sprzęgacza wyjściowego przy jednoczesnym zachowaniu pozostałych parametrów geometrycznych rezonatora (Rys.1b). Eksperymentalnie oraz numerycznie wyznaczono możliwe osiągalne moce wyjściowe rezonatora laserowego, szerokość połówkową widma oraz czasy trwania impulsów (Rys. 1a,e). Przy 10% sprzęga-czu wyjściowym uzyskano najkrótszy impuls (148 fs) w erbowym laserze światłowodowym pracującym w reżimie anormalnej dyspersji. Największą moc wyjściową (15,66 mW) uzyskano w konfiguracji z 70% sprzęgaczem wyjścio-wym(Rys.1d). Nasycalny absorber zapewniał stabilną pracę impulsową dla wartości sprzężenia wyjściowego od 10% do 70% przy zarejestrowanym stosunku sygnału do szumu ponad 65 dB. (Rys. 1c).

Rys. 1. A-Widma uzyskane dla skrajnych konfiguracji 10% oraz 70% wraz z odpowiadającymi im czasami trwania impul-sów, B-schemat prezentowanego systemu laserowego, C-praca impulsowa w dziedzinie częstotliwośći, D-moc wyjściowa oraz energia generowanych impulsów w funkcji użytego sprzęgacza wyjściowego, E-centralna długość fali emitowanego

solitonu oraz odpowiadająca im szerokość połówkowa widma w funkcji uzytego sprzęgacza wyjściowego

Referencje:[1] G. Soboń i in., Opt. Mater. Express 5, 2884 (2015).

[email protected]


PL1-11Okład stabilizacji kierunku wiązki laserowej

J. Rzepka, G. Budzyń, T. Podżorny, J. Tkaczyk,

Politechnika Wrocławska, Lasertex Sp. z o. o.

Przedstawiony zostanie okład do stabilizacji kierunku wiązki laserowej. Analiza kierunku wiązki zrealizowana została w oparciu o analizę obrazu interferencyjnego z wykorzystaniem linijki detektorów. Do wyznaczenia kąta odchyłki zastosowano procedurę programowa dopasowania obrazu interferometrycznego do funkcji sinus. W celu eliminacji tła od rozkładu gaussowskiego mocy zastosowano analizę dwóch obrazów przesu-niętych fazowo. Układ wykonawczy sterowania kierunkiem wiązki opracowany został na bazie matrycowego przetwornika ciekłokrystalicznego. Przetwornik został opracowany w Instytucie Fizyki Technicznej WAT. Opra-cowany okład znalazł zastosowanie u termometrii laserowej do pomiary kierunku wiązki w stosunku do bazy.

[email protected]

PL1-12Przestrajalny, impulsowy laser Cr2+:ZnSe

Łukasz F. Gorajek

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, 00-908 Warszawa, ul. gen. S. Kaliskiego 2

Przeprowadzono badania i optymalizację impulsowego lasera opartego na polikrystalicznym ośrodku aktyw-nym Cr2+:ZnSe generującego promieniowanie w paśmie widmowym powyżej 2,2 µm. Przyjęto, że opracowy-wany układ będzie generował promieniowanie o mocach szczytowych rzędu kilkuset kW, nie będzie posiadał aktywnego chłodzenia oraz będzie się charakteryzował kompaktową konstrukcją.W oparciu o analizę literaturową oraz wyniki symulacji komputerowych, opracowano model laboratoryjny tandemu: laser Cr2+:ZnSe pompowany impulsowym laserem Tm3+:YLF. Ponadto przeprowadzono badania eksperymentalne ww. układu laserowego, które pokazały możliwość uzyskania wysokich mocy szczytowych (około 0,3 MW) z wysoką sprawnością generacji bliską granicy kwantowej.Badania możliwości przestrajania długości fali generacji lasera Cr2+:ZnSe przeprowadzono w rezonatorze o długości geometrycznej 160 mm, w którym umieszczono pryzmat z selenku cynku o kącie wierzchołkowym 44.6 stopnia. Pryzmat ustawiony był w taki sposób, aby oś rezonatora tworzyła z płaszczyzną wejściową kąt Brewstera, dzięki czemu zminimalizowano straty fresnelowskie. Przestrajanie długości fali realizowano po-przez odchylanie zwierciadła wyjściowego. Uzyskano przestrajanie długości fali w zakresie ponad 100 nm (Rys. 1a). Niestety nie można było określić długofalowego krańca zakresu przestrajania długości fali, wykorzy-stane urządzenia pomiarowe rejestrowały promieniowanie o długości fali poniżej 2400 nm.Uzyskano eksperymentalnie energetyczną sprawność generacji 77% w odniesieniu do zaabsorbowanej ener-gii lasera Tm3+:YLF bliską granicy kwantowej wynoszącej 78% (Rys. 1b). Ponadto uzyskano impulsy promienio-wania laserowego o najkrótszym czasie trwania, jaki dotychczas uzyskano w ośrodkach TM2+:AIIBVI pracujących w reżimie przełączania wzmocnienia, co stanowi istotne osiągnięcie w skali światowej.

Rys. 1. a) Widmo przestrajania długości fali lasera Cr2+:ZnSe dla różnego wychylenia zwierciadła wyjściowego, b) charakterystyka energetyczna lasera Cr2+:ZnSe pracującego w reżimie przełaczania wzmocnienia.

Projekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2013/09/N/ST7/01248.

[email protected]


PL1-13Własności propagacyjne aktywnych struktur falowodowych HMM funkcjonalizowanych grafenem

Anna Tyszka-Zawadzka1, Bartosz Janaszek1, Paweł Szczepański1,2, Robert Mroczyński1

1Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa2 Instytut Łączności, ul. Szachowa 1, 04-894 Warszawa

Jednym z kierunków badań nad metamateriałami hiperbolicznymi (HMM ang. hyperbolic metamaterial) są zagadnienia związane z własnościami propagacyjnymi struktur falowodowych budowanych na bazie ośrod-ków HMM. Badania prowadzone nad planarnymi falowodami z ośrodkiem HMM złożonym z naprzemiennie ułożonych warstw metalu i dielektryka [1-2] wykazały, że mody prowadzone w tego typu falowodach posiada-ją odmienne cechy niż mody w klasycznych falowodach z ośrodkiem izotropowym. W szczególności, mody te mogą być podwójnie zdegenerowane, ponadto oprócz zwykłych modów prowadzonych TM i TE mogą istnieć mody powierzchniowe oraz hybrydowe [1], kierunek przepływu energii jest odwrotny do kierunku wektora falowego. Niespotykaną dotąd własnością falowodowych struktur metamateriałowych jest możliwość propa-gacji modów spowolnionych, tj. modów o prędkości grupowej bliskiej zeru, co daje możliwość projektowania urządzeń typu „slow light” [2].Spośród ostatnich prac dotyczących materiałów hiperbolicznych na szczególną uwagę zasługują badania po-święcone strukturom bazującym na kompozycji grafen-dielektryk. Według najnowszych doniesień, grafen może z powodzeniem zastąpić warstwę metalu w tworzeniu ośrodków o hiperbolicznej dyspersji [3]. Kluczo-wą cechą grafenu w kontekście HMM jest jego konduktywność optyczna, która silnie zależy od potencjału chemicznego. Zależność ta umożliwia dynamiczną zmianę właściwości optycznych grafenu, a co za tym idzie, na kontrolę własności propagacyjnych struktury HMM funkcjonalizowanej grafenem. Warto podkreślić, że ce-cha ta, niemożliwa do osiągnięcia w klasycznych ośrodkach hiperbolicznych, może mieć szczególne znaczenie w kontekście falowodów bazujących na HMM.Celem niniejszej pracy jest analiza własności propagacyjnych aktywnych struktur falowodowych wykorzystu-jących ośrodek HMM funkcjonalizowany grafenem. W szczególności rozważany jest planarny falowód syme-tryczny, którego rdzeń wykonany jest z naprzemiennie ułożonych warstw grafenu i aktywnego materiału die-lektrycznego. Aktywny charakter struktury wyrażony jest poprzez część urojoną przenikalności elektrycznej opisaną krzywą Lorentza. Zmiana potencjału chemicznego grafenu i co za tym idzie własności optycznych struktury, uzyskiwana jest za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego. Do analizy własności propagacyjnych badanej struktury wykorzystano metodę pół-analityczną. Otrzymane wyniki numeryczne pokazują możliwość zwiększania efektywnego wzmocnienia dla danego modu falowodu z ośrodkiem HMM funkcjonalizowanym grafenem.Literatura[1] B. R. Lavoie, P. M. Leung, and B. C. Sanders, “Metamaterial waveguides”, arXiv:1110.1341v1, 2012[2] W. T. Lu, Y. J. Huang, S. Sridhar, “Slow light using negative metamaterials”, Proc. of SPIE Vol. 8095 80951D-1, 2011[3] Iorsh, Ivan V., et al. “Hyperbolic metamaterials based on multilayer graphene structures.” Physical Re-view B 87.7 (2013): 075416

[email protected]

PL1-14Źródło ultrakrótkich impulsów promieniowania rentgenowskiego w zakresie keV powstałych w wyniku oddziaływania impulsów lasera NOPCPA z tarczą wykonaną z ciała stałego

Łukasz Węgrzyński 1, Tomasz Fok 1, Paweł Wnuk 2, Yuriy Stepanenko 2, Przemysław Wachulak 1, Andrzej Bartnik 1, Henryk Fiedorowicz 1,

Czesław Radzewicz 3, Krystyna Lawniczak-Jabłońska 4

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk, Kasprzaka 44/52, 01-224 Warszawa

3Instytut Fizyki Eksperymentalnej, Uniwersytet Warszawski, Hoża 69, 00-681 Warszawa4Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Al. Lotników 32/47, 02-668 Warszawa

W ramach pracy przedstawiono wyniki badań nad impulsowym źródłem promieniowania rentgenowskie-go w zakresie keV, zbudowanym z zastosowaniem nowego lasera femtosekundowego typu NOPCPA opraco-wanego w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie. Laser wytwarzał impulsy promieniowania o czasie trwania poniżej 20 fs i energii ponad 100 mJ z repetycją 10 Hz. Wytwarzane ultrakrótkie impulsy promie-niowania rentgenowskiego powstawały w wyniku oddziaływania femtosekundowych impulsów laserowych z tarczą stałą umieszczoną wewnątrz cylindrycznej komory próżniowej. Tarczę w formie metalicznego dysku zamocowano do stolika obrotowego zapewniającego jej osiowosymetryczny obrót. Wiązkę lasera skupiano na powierzchni tarczy za pomocą soczewki o ogniskowej f=50 mm umieszczonej wewnątrz komory.W eksperymentach zastosowano tarcze metalowe wykonane z żelaza (liczba atomowa Z=26) oraz miedzi (licz-ba atomowa Z=29). Metale te charakteryzuje występowanie silnych linii promieniowania charakterystycznego w zakresie keV : dla żelaza K-α1=6391eV, K-α2=6404eV oraz dla miedzi : K-α1=8028 eV, K-α2=8048eV. Badania emisji rentgenowskiej prowadzono z zastosowaniem scyntylatora P41 firmy ProxiVision GmbH oraz z kame-ry CCD na zakres rentgenowski iKON M firmy Andor o rozdzielczości 1024x1024pix. W pomiarach widma wytwarzanego promieniowania rentgenowskiego zastosowano metodę filtrów absorpcyjnych oraz metodę odbicia Bragga od kryształu ADP. Stwierdzono generację promieniowania charakterystycznego K-α z tarcz metalowych wykonanych z żelaza oraz miedzi. Graniczną wartością energii impulsów femtosekundowych dla której rejestrowano promieniowanie charakterystyczne była wartość 50 mJ. Intensywność promieniowania rentgenowskiego zwiększała się wraz ze wzrostem energii impulsów laserowych. Opracowane źródło rentge-nowskie zastosowano do wstępnych badań w zakresie radiografii obiektów biologicznych.

[email protected]


PL1-15Modelowanie procesów przetapiania tarcz metalowych impulsami lasera ciągłego działania z preimpulsami

Karol Jach, Jan Marczak†, Robert Świerczyński, Roman Ostrowski, Antoni Sarzyński, Wojciech Skrzeczanowski, Marek Strzelec, Antoni Rycyk, Krzysztof Czyż

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

W pracy przedstawiono wstępne wyniki analiz teoretycznych dotyczących oddziaływania promieniowania la-sera ciągłego działania z metalowymi tarczami. Interesujący nas zakres mocy lasera zawiera się w granicach od 1 do 10 kW, a grubości tarcz w zakresie od 0,1 do 1 cm. Przyjęto ponadto, że średnica wiązki na tarczy (Al) jest rzędu ~ 1 cm. Model matematyczno-fizyczny zjawiska oparto na równaniu zachowania energii (model jed-nowymiarowy przestrzennie – (z,t)) z uwzględnieniem: pochłaniania i transportu promieniowania wewnątrz tarczy, przewodnictwa cieplnego, odbicia części promieniowania od powierzchni tarczy oraz strat cieplnych w procesach topienia i parowania. Współczynniki pochłaniania i odbicia światła od powierzchni tarczy opisa-no formułami półempirycznymi uwzględniającymi ich zależność od temperatury i gęstości. W pierwszej części pracy założono, że tarcza pozostaje nieruchoma w procesie nagrzewania. Umożliwiło to wykonanie względ-nie szybkich serii symulacji komputerowych umożliwiających wszechstronną analizę czasowo-przestrzennych charakterystyk zjawiska oraz wykonanie zbiorczych wykresów typu: czas przetopienia tarczy (lub odparowa-nia) w funkcji mocy lasera dla wybranych grubości tarcz i średnic plamki. Przykładowy wynik przedstawiono na rys.1.

Rys. 1. Wpływ gęstości mocy lasera q0 na czas osiągnięcia temperatury topnienia tt w tarczy aluminiowej dla kilku war-tości grubości tarczy. Założono stałą wartość średnicy plamki D=0,5 cm

W drugiej części pracy rozważano problem zwiększenia efektywności oddziaływania promieniowania z tarczą (zmniejszenie współczynnika odbicia) przez krótki (<20 ns) preimpuls dużej mocy. Wymagało to rozbudowania układu równań o równanie ciągłości i równanie ruchu, tak aby uwzględnić odparowywanie powierzchni tarczy pod wpływem preimpulsu, co wydłużyło czas obliczeń o kilka rzędów wielkości. Z tego względu wykonano wstępne symulacje dla układu modelowego, w którym impuls ograniczono do czasu rzędu 2 ms i mocy rzędu

1 MW. Wykazano, że działanie cieplne preimpulsu nie ma praktycznie wpływu na uzyskiwane głębokości prze-topienia tarczy. Natomiast istotny wpływ na głębokość przetopienia może mieć zniszczenie (zmatowienie) po-wierzchni tarczy przez preimpuls, a więc zmniejszenie współczynnika odbicia. Zaproponowano model zmian współczynnika odbicia od stanu powierzchni. Wyniki zilustrowano odpowiednimi wykresami.

Podziękowania: Prace wykonano w ramach projektu NCBiR nr DOB-1-6/1/PS/2014: „Laserowe Systemy Broni Skierowanej Energii, Laserowe Systemy Broni Nieśmiercionośnej”.

[email protected]

PL1-16Układy synchronizacji fazy wiązek w światłowodowych wzmacniaczach do wykorzystania w układach koherentnego sumowania wiązek laserowych

Paweł Kaczmarek, Adam Wąż, Grzegorz Soboń, Jarosław Sotor, Krzysztof M. Abramski

Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Politechnika WrocławskaWybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Układy sumowania wiązek laserowych umożliwiają tworzenie źródeł promieniowania laserowego o mocach wyj-ściowych przewyższających limity technologiczne występujące dla pojedynczych źródeł. Jedną z technik jest meto-da koherentnego sumowania wiązek. Ten sposób zwielokrotniania mocy wyjściowej źródeł laserowych najczęściej opiera się na konfiguracji MOPA (ang. Master Oscillator Power Amplifier), w której wiązka z lasera sygnałowego małej mocy jest wzmacniana a następnie rozdzielana na N równoległych torów wzmacniających sygnał do po-żądanego poziomu mocy wyjściowej. Tak wzmocnione równoległe wiązki są następnie składane tworząc wiązkę wyjściową. Podstawowym warunkiem umożliwiającym sprawne sumowanie jest synchronizacja faz dodawanych wiązek. Aby to uzyskać, każdy równoległy tor wzmacniający musi zawierać sterowany przesuwnik fazy umożliwia-jący kompensację zmian fazy w poszczególnych torach. Niniejsza praca przedstawia rezultaty naszych doświadczeń związanych z budową i optymalizacją układów sterujących przesuwnikami fazy do zastosowań w koherentnym su-mowaniu wiązek laserowych.

Rys. 1. Wykonany światłowodowy modulator fazy, przykładowe oscylogramy z pracy układu synchronizacji fazy: Przebiegi od góry:

1 sygnał sterujący modulatorem fazy, 2 sygnał symulujący zmiany fazy, 3 i 4 sygnały fotodetektorów na wyjściu interferometru

Na rysunku 1 przedstawiono wykonany przesuwnik fazy typu „fiber-stretcher” oraz przykładowe oscylogramy pracy mikrokontrolerowego układu synchronizacji fazy do wiązki odniesienia w konfiguracji interferometru Macha-Zehndera. Zmiany fazy w torze synchronizowanym symulowane były za pomocą drugiego modulatora umożliwiającego szybkie zmiany długości toru synchronizowanego o kilka długości fali.

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach projektu realizowanego na rzecz bezpieczeństwa i obronności Państwa w ramach konkursu nr 1/PS/2014 pl.: „Laserowe Systemy Broni Skiero-wanej Energii, Laserowe Systemy Broni Nieśmiercionośnej”.

[email protected]


PL1-17Światłowodowy wzmacniacz „eye-safe” do układów MOPA o mocy wyjściowej 20W

Paweł Kaczmarek1, Adam Wąż1, Grzegorz Dudzik1, Dorota Stachowiak1,2, Krzysztof Abramski1

1Politechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, 2 Wrocławskie Centrum Badań EIT+, ul. Stabłowicka 147, 54-066 Wrocław

W niniejszej pracy prezentujemy wykonany przez nasz zespół światłowodowy wzmacniacz promieniowania koherentnego o długości fali 1550 nm i mocy wyjściowej 20 W. Urządzenie wykonane jest całkowicie w tech-nice światłowodowej, bez wykorzystanie elementów optyki objętościowej co czyni je odpornym na warunki zewnętrzne i eliminuje konieczność kłopotliwego justowania.

Rys. 1. Pomiary stopnia wyjściowego LMA. a) widma sygnałów wyjściowych, b) charakterystyka wyjściowa

Prezentowany układ to trójstopniowa kaskada MOPA. Pierwszy stopień to klasyczny wzmacniacz EDFA, drugi stopień bazuje na światłowodzie z podwójnym płaszczem. Stopień końcowy to domieszkowany jonami erbu i iterbu światłowód z podwójnym płaszczem typu LMA umożliwiający uzyskanie dużej mocy wyjściowej przy relatywnie dobrej jakości wiązki.

Badania sfinansowane zostały ze środków Wrocławskiego Centrum Badań EIT+ w ramach realizacji projektu „Wykorzystanie nanotechnologii w nowoczesnych materiałach” – NanoMat (POIG.01.01.02-02-002/08) fi-nansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, Poddziałanie 1.1.2)

[email protected]

PL1-18Pompowany poprzecznie laser Nd:YAG z samo-adaptującym rezonatorem

Mateusz Kaśków, Waldemar Żendzian

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Prezentujemy wyniki badań generacji swobodnej oraz możliwość generacji nanosekundowych impulsów w laserze Nd:YAG z nowym typem samo-adaptującego rezonatora z zamkniętym obiegiem wiązki [1-3]. Dla generacji swobodnej uzyskano energię wyjściową 250 mJ ze sprawnością różniczkową 34% w wiązce bliskiej ograniczenia dyfrakcyjnego o parametrze jakości wiązki M2 < 1.6.

Rys. 1. Charakterystyka energetyczna lasera Nd:YAG z samo-adaptującym rezonatorem (a) oraz przestrzenny rozkład natężenia promieniowania w polu dalekim (b)

Dla generacji z pasywną modulacją dobroci rezonatora (monokryształy Cr:YAG) uzyskano monoimpuls o ener-gii 20 mJ o czasie trwania 24 ns, co odpowiadało mocy szczytowej równej 875 kW (M2 < 1.7). W generacji z aktywnym przełączaniem strat (komórka Pockelsa) energia monoimpulsu wynosiła 18.3 mJ. Czas trwania impulsu był równy 9.5 ns. Odpowiadało to mocy szczytowej 1.93 MW. Parametr jakości wiązki wynosił M2 = 1.4 dla obu osi.

[1] W. Zendzian, J. K. Jabczynski, M. Kaskow, L. Gorajek, J. Kwiatkowski, K. Kopczynski, „250 mJ, self-adaptive, diode-side-pumped Nd:YAG slab laser,” Optics Letters 37(13), 2598-2600 (2012)[2] M. Kaskow, W. Zendzian, J. K. Jabczynski, L. Gorajek, M. Piasecki, „Passively Q-switched Nd:YAG laser with diffractive output resonator,” Laser Physics Letters 11(11), 115813 (2014)[3] W. Zendzian, M. Kaskow, J. K. Jabczynski, „Diode-pumped, actively Q-switched Nd:YAG laser with self-adap-tive, reciprocal, closed-loop resonator,” Optics Express 22(25), 30657-30662 (2014)

[email protected]


PL1-19Analiza generacji w strukturze lasera światłowodowego z rezonatorem w konfiguracji typu theta

Radosław Piekarski1,2, Bartosz Janaszek1,2 , Marcin Kieliszczyk1,2 , Ryszard Piramidowicz1,2

1Koło Naukowe Optoelektroniki PW, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa2Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Jednym z najczęściej wykorzystywanych rozwiązań przy konstruowaniu laserów światłowodowych jest konfi-guracja pierścieniowa z falą biegnącą. Konfiguracja ta zapobiega zjawisku przestrzennego wypalania dziur, co skutkuje wzrostem sprawności lasera, a zarazem pozwala na osiąganie wyższych mocy wyjściowych. Jednakże wspominane rozwiązanie wymaga kosztownego elementu izolatora optycznego, który nie raz determinuje koszt całego rezonatora. W ostatnich latach pojawiła się koncepcja rezonatora w konfiguracji theta (Rys. 1), który pozwala na zachowanie jednokierunkowego obiegu promieniowania w rezonatorze bez konieczności zastosowania izolatora optycznego [1].

Rys. 1. Konfiguracja rezonatora typu theta

W ramach niniejszej pracy zaprezentowana zostanie analiza funkcjonalna proponowanej konfiguracji rezo-natora wraz wynikami symulacji. Analiza zostanie przeprowadzona pod kątem uzyskiwania różnych reżimów pracy, a także będzie zawierała analizę porównawczą dotyczącą generacji w światłowodach domieszkowa-nych różnymi jonami ziem rzadkich.Literatura[1] Svyatoslav Kharitonov and CamilleSophie Brès, ”Isolator-free unidirectional thulium-doped fiber laser”, Light Science & Applications (2015) 4, e340; doi:10.1038/lsa.2015.113

[email protected]

PL1-20Całkowicie światłowodowy laser z synchronizacją modów generujący impulsy o energii 2,1 µJ

Karol Krzempek, Krzysztof Abramski

Katedra Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki, Politechnika Wrocławska,Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Standardowe konstrukcje światłowodowych laserów z synchronizacją modów generujących krótkie impulsy laserowe w paśmie telekomunikacyjnym (ok. 1550 nm) umożliwiają uzyskanie energii impulsów rzędu dzie-siątek nanodżuli [1]. Dla laserów erbowych energia impulsu limitowana jest głównie przez konieczność zacho-wania równowagi pomiędzy efektami dyspersji i nieliniowości (m. in. efektu SPM) [1]. Z tego powodu w im-pulsowych laserach wykorzystujących włókna aktywne o dużym wzmocnieniu obserwowane są niepożądane efekty: rozpad solitonów, zwielokrotnienie częstotliwości repetycji czy niestabilne impulsowanie [2]. W roku 2008 opublikowana została teoretyczna praca dotycząca możliwości wykorzystania tzw. efektów Dissipati-ve Soliton Resonance (DSR) w celu wygenerowania bezpośrednio z rezonatora zsynchronizowanych fazowo impulsów, o energiach o kilka rzędów wyższych niż w „standardowych” światłowodowych układach laserów [3]. Bazując na pracy Chang et al. skonstruowano pierwszy na świecie całkowicie światłowodowy laser z syn-chronizacją modów, który umożliwia generowanie impulsów o energiach do 2,12 µJ [4]. Schemat układu przedstawiono na rys. 1. Laser pracuje w konfiguracji rezonatora typu „ósemkowego”, w którym elementem wyjściowym jest cyrkulator. Takie rozwiązanie pozwoliło uzyskać rekordową energię impulsów bez narażania na zniszczenie elementu wymuszającego kierunek obiegu impulsów. Przy maksymalnej mocy pompującej (18 W) laser generuje zsynchronizowane impulsy z repetycją 800 kHz, czasie trwania 170 ns i mocy średniej im-pulsów 1,7 W.

Rys. 1. Schemat lasera. CIR – cyrkulator, PC – kontroler polaryzacji, MS – absorber pompy, COMB – sprzęgacz światłowodu z podwójnym płaszczem, Er/Yb DC – 5m włókna aktywnego domieszkowanego Er3+ i Yb 3+

Praca naukowa finansowana w ramach programu Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego pod nazwą „Iuven-tus Plus” w latach 2015-2017, nr projektu IP2014 021773.[1] W. H. Renninger, et al., J. Opt. Soc. Am. B 27(10), 1978–1982 (2010). [2] F. Amrani, et al., Opt. Lett. 34(14), 2120–2122 (2009).[3] W. Chang, et al., Phys. Rev. A 78(2), 023830 (2008).[4] K. Krzempek, Optics express 23 (24), 30651-30656 (2015)

[email protected]


PL1-21Pompowany diodowo laser Tm:YAP jako wydajne źródło pompujące na długości fali 1940 µm

Jacek Kwiatkowski, Waldemar Żendzian, Jan K.Jabczyński


Zakres widmowy promieniowania w obszarze 2 µm ma szczególne znaczenie i liczne zastosowania zarów-no w życiu cywilnym, jak i technice wojskowej ze względu na oddziaływanie promieniowania o tych długościach fal na wzrok ludzki. Jest to tak zwany zakres bezpieczny dla wzroku. Lasery domieszkowane jonami tulu generujące promieniowanie o długość fali 1940 nm są wykorzystywane między innymi jako źródła pompujące do kryształów Ho:YLF. W ostatnich latach bardzo dużą popularność zdobywają konstruk-cje hybrydowe, w których jako pompę lasera holmowego wykorzystuje się laser światłowodowy generujący promieniowanie o ściśle określonej długości fali. W układach takich, najczęściej jednak nie ma możliwości kształtowania widma lasera pompującego. Wady tej nie posiadają lasery objętościowe domieszkowane jo-nami tulu, w których szerokie widmo luminescencji w połączeniu z odpowiednią konstrukcją rezonatora oraz elementami składowymi układu umożliwiają uzyskanie generowanej długości fali w dość szerokim zakresie długości fal.W prezentacji przedstawiono szczegółowe wyniki badań eksperymentalnych lasera Tm:YAP pracującego w trybie CW pompowanego diodą laserową o długości fali 793 nm. Parametry energetyczne oraz widmowe lasera zostały zbadane w zależności od transmisji oraz promienia krzywizny zwierciadeł wyjściowych. Dla zwierciadła wyjściowego o transmisji 19,5% uzyskano moc wyjściową 4,53 W ze sprawnością różniczkową 41,5% oraz optyczną 25,7%. Przedstawiono także wpływ temperatury kryształu Tm:YAP na wartość mocy wyjściowej lasera.

Rys. 1. Wyniki badań energetycznych oraz widmowych lasera Tm:YAP dla zwierciadeł wyjściowych o różnej transmisji oraz promienia krzywizny 100 mm

[email protected]

PL1-22Źródła światła we współczesnej fotochemoterapii

Mirosław Kwaśny, Andrzej Gietka, Paweł Kotowski, Zygmunt Mierczyk


Fotochemoterapia jest metodą leczenia, w której wykorzystuje się równoczesne działanie endogennego lub wprowadzonego do organizmu zewnętrznego uczulacza i promieniowania elektromagnetycznego o długości fali dopasowanej do pasm absorpcji związku chemicznego. Do klasycznych metod fotochemoterapii należą metoda fotodiagnostyki (PDD) i fotodynamicznego leczenia (PDT) oraz PUUV. W metodzie PDT czynnikiem niszczacym zmieniono chorobowo tkanki są reaktywne formy tlenu (tlen singletowy, rodniki) generowane z tlenu rozpuszczonego w organiźmie. Metoda PUUV wykorzystuje działanie na tkanki wzbudzonych światłem psoralenów pod wpływem promieniowania z zakresu UVA. Ostatnio, w związku z pojawieniem się źródeł typu matryc diod superluminescencyjnych (sLED) nastąpił silny rozwój fototerapii celowanej w zakresie wą-sko pasmowym UVB (ok. 310 nm) oraz fototerapii światłem niebieskim do leczenia łuszczycy. W metodzie PDT w ciagu 25 lat jej rozwoju stosowano wszystkie możliwe laserowe i niekoherentne żródła światła, w tym lasery barwnikowe, helowo-neonowe, diodowe, oświetlacze halogenowe, metalo- halogenowe, ksenonowe. W Instytucie Optoelektroniki WAT we współpracy z małymi firmami produkcyjnymi opracowano i wdrożono do codziennej praktyki klinicznej oświetlacze typu matryce SLED, generujące światło o długościach fali 635 (PDT) i 405 nm (PDD) o różnych konstrukcjach, dla różnych aplikacji. Źródła charakteryzują się odpowiednią, regulowanym natężeniem napromienienia (120-40 mW/cm2 zależności od konkretnych wymagań. Przykłady rozwiązań pokazano na rysunku 1.

Rys. 1. Konstrukcje oświetlaczy typu matryce sLED do fotochemoterapii

Oświetlacze mogą być wykonane dla dermatologii, z płaską lub składana głowicą lub z wyjściem światłowo-dowym dla ginekologii, laryngologii i stomatologii. Możliwy jest ciągły lub przerywany sposób emisji pro-mienowania, co zapewnia skuteczniesy przebieg procesu fotoutleniania. Możliwy zakres spektralny źródeł obejmuje UVB, UVA, VIS i NIR. Technologia żródeł promieniownia opartych na matrycach sLED jest najbardziej perspektywiczna ze względów ekonomicznych i takich cech jak trwałośc, prostota wykonania, niezawodnośc działania, długi czas eksploatacji.

[email protected]


PL1-23Badania własności spektroskopowych fotouczulaczy dla metody PDT

Magdalena Naurecka, Bartosz Sierakowski, Mirosław Kwaśny


Fotodiagnostyka (PDD) i fotodynamiczna terapia (PDT) po 25 latach badań, stała się ważną metodą uzupeł-niającą klasyczne metody leczenia chorób nowotworowych i nienowotworowych. PDT polega na selektyw-nym fotoutlenieniu zmienionych chorobowo tkanek przy jednoczesnym udziale egzogennego fotouczulacza, światła i tlenu rozpuszczonego w środowisku tkanek pod wpływem generowanych aktywnych form tlenu. Celem pracy były badania i porównanie własności fotofizycznych większości współczesnych preparatów sto-sowanych na świecie – pochodnych porfiryn, chloryn, bakteriochloryn, ftalocyjanin, pochodnych fenotia-zynowych. Fotodiagnostyka opiera się na zjawisku fluorescencji wzbudzanej laserowo (LIF) zewnętrznych uczulaczy, selektywnie absorbowanych w zmienionych chorobowo tkankach. Użytecznymi parametrami do porównywania emisyjnych własności różnych grup uczulaczy są wydajności kwantowe generacji tlenu sin-gletowego i wydajności fluorescencji. Wydajność kwantową generacji tlenu singletowego wyznaczano przez pomiary fosforescencji przy długości fali 1270nm. Zbudowano stanowisko i opracowano metodę wyznaczania wydajności kwantowej up - konwersji ze wzbudzeniem promieniowaniem lasera o długości fali 980 nm. Obok wyznaczenia tych parametrów, zmierzono pełne charakterystyki emisyjne zwiazków w postaci map wzbudze-niowo - emisyjnych (EX-EM). Przykład EX-EM hematoporfiryny pokazano na rys1.

Rys. 1. Pasmo emisji tlenu singletowego, generowanego przez etanolowe roztwory hematoporfiryny (1) i protoporfiryny IX (2) oraz mapa EX-EM hematoporfiryny

Zmierzone wartości wydajności kwantowych powszechnie stosowanych uczulaczy zawierają się w zakresie 0.05-0.2, a wydajności generacji tlenu sinletowego w zakresie 0.3-0.7. Wartości te zależą nie tylko od struk-tury chemicznej związków, ale również od polarności środowiska, temperatury i stężenia, które ma decyjący wpływ na stopień monomeryzacji.

[email protected]

PL1-24Opracowanie metody analitycznej do oznaczania zawartości kwasu 5-ALA w maści stosowanej w terapii fotodynamicznej

Anna Romiszewska, Wiktoria Kasprzycka, Alfreda Padzik-Graczyk

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Kwas 5-aminilewulinowy jest jednym z podstawowych związków stosowanych w terapii i diagnostyce fotody-namicznej (PDT,PDD). Jest prekursorem protoporfiryny IX (PPIX).Protoporfiryna i jej pochodne należą do grupy najczęściej stosowanych preparatów w PDT, zwanych fotouczu-laczami. W PDT/PDD fotouczulacz jest wzbudzany światłem o odpowiedniej długości fali (jest to maksimum absorpcji dla danego fotouczulacza), w wyniku czego tworzy się tzw. efekt fotodynamiczny prowadzący do uszkodzenia i śmierci komórek nowotworowych. W PDT/PDD, kwas 5-aminolewulinowy (a także jego estry), jest stosowany w postaci 20% roztworu wodnego (Levulan, Metvix), żelu czy maści. Kwas 5-ALA należy do związków stosunkowo trudnych do analitycznego oznaczania. Podobnie jak wszyst-kie aminokwasy, jest związkiem całkowicie nielotnym, a także charakteryzuje się niezbyt wysoką stabilnością termiczną. Dlatego metody analityczne, które mogą być przydatne do wydzielenia z materiału badawczego i oznaczenia kwasu 5-aminolewulinowego, bazują na procesie rozdziału w fazie ciekłej. Szczególnie godną polecenia metodą jest w tym przypadku metoda wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC. Bezpośrednia analiza HPLC kwasu 5-aminolewulinowego napotyka na trudności ze względu na jego wysoką polarność. Analiza z użyciem klasycznych kolumn z odwróconą fazą (np. typu C-18) jest wysoce problematycz-na z uwagi na bardzo krótkie czasy retencji, co przekłada się na niską zdolność rozdzielczą kolumny w stosunku do analizowanego związku i spadkiem specyficzności metody. Innym poważnym problemem bezpośredniej analizy kwasu 5-aminolewulinowego jest brak w jego cząsteczce grup chromoforowych. Wyklucza to moż-liwość analizy z wykorzystaniem najbardziej rozpowszechnionych detektorów spektrofotometrycznych (np. UV-VIS, DAD) i zmusza do korzystania z kłopotliwej w użyciu i niezbyt czułej detekcji refraktometrycznej czy elektrochemicznej. Dodatkowe trudności oznaczania kwasu 5-aminolewuliwego wiążą się z formą jego preparatu w postaci ma-ści. Jej skład powoduje, że bezpośrednia próba przeprowadzenia kwasu do roztworu zawsze kończy się emul-gacją próbki, i całkowicie uniemożliwia wprowadzenie jej na kolumnę. Celem niniejszej pracy było opracowanie procedur analitycznych pozwalających na proste i precyzyjne ozna-czanie 5-ALA w preparatach typu maść. Prace przebiegały w dwóch kierunkach:1. sposób przygotowanie próbek maści zawierającej kwas 5-aminolewulinowy do analizy.2. przeprowadzenie kwasu 5-aminolewulinowego w próbce w pochodną, zawierającą chromofor umożliwia-jący analizę za pomocą detektorów spektrofotometrycznych, a jednocześnie o obniżonej polarności pozwala-jącej na efektywną analizę HPLC z wysoką specyficznością.

[email protected]


PL1-25Wytwarzanie Biomechanicznych Struktur Funkcjonalnych za pomocą technologii Selective Laser Melting

Patrycja Szymczyk1, Grzegorz Ziółkowski1, Andrzej Pawlak1, Bogdan Dybała1, Edward Chlebus1

1Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, CAMT-FPC, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Nowoczesne metody wytwarzania przyrostowego (Additive Manufacturing) bazujące na przetwarzaniu prosz-ków metali, takie jak Selektywna Laserowa Mikrometalurgia (SLM) umożliwiają opracowywanie zindywiduali-zowanych implantów o unikalnej geometrii oraz złożonej architekturze.Wykorzystanie metod inżynierii tkankowej stwarza nowe możliwości regeneracji chorych lub uszkodzonych tkanek, co powoduje, iż znajduje ona coraz szersze zastosowanie w medycynie. Wśród wymienionych me-tod odbudowy ubytków powstałych po zabiegach chirurgicznych, wytwarzanie biomechanicznych struktur funkcjonalnych (BSF) charakteryzujących się zespołem cech chemicznych, biologicznych i mechanicznych, do-pasowanym do wymagań biochemicznych oraz przewidywanych rzeczywistych obciążeń, odkształceń i prze-mieszczeń wynikających ze specyficznej budowy anatomiczno-fizjologicznej pacjenta, może być skuteczną metodą leczenia. Implanty w postaci biomechanicznych struktur funkcjonalnych mogą tymczasowo zastępo-wać powstały ubytek, jak również stanowić odpowiednie podłoże do rozwoju nowych tkanek, a ich porowata architektura może umożliwić penetrację w głąb implantu czynników wzrostu oraz kościotwórczych komórek kostnych – osteoblastów.Opracowana przez autorów technologia wytwarzania BSF ze stopu tytanu (Ti6Al7Nb), umożliwia wytwarzanie regularnie porowatych struktur o otwartej porowatości.

Rys. 1. Przykłady struktur BSF wytwarzanych za pomocą technologii AM

Przedstawione wyniki pokazują możliwości zastosowania technologii SLM do wytwarzania skafoldów kost-nych nie tylko o dużej złożoności geometrycznej, ale przede wszystkim o odpowiednio ukształtowanych wła-snościach mechanicznych, takich jak wytrzymałość czy sztywność. Osiągnięte rozmiary porowatości kanałów wewnętrznych (porów) struktur BSF umożliwiają proliferację komórek zasiedlających skafold, a także pozwa-lają na uzyskanie właściwości biomechanicznych odpowiadających charakterystyce tkanki kostnej.

[email protected]

PL1-26Analiza wzmocnienia w objętościowych strukturach metamateriałów hiperbolicznych funkcjonalizowanych grafenem

Bartosz Janaszek1, Anna Tyszka-Zawadzka1, Paweł Szczepański1,2, Robert Mroczyński1


Obecnie na świecie obserwowany jest niezwykle dynamiczny wzrost zainteresowania metamateriałami hiper-bolicznymi (HMM ang. hyperbolic metamaterial) stanowiącymi klasę metamateriałów (ośrodków o ujemnym współczynniku załamania) charakteryzującą się hiperboliczną dyspersją. Ze względu na ich niezwykłe własno-ści optyczne materiały te stwarzają nowe perspektywy kontroli promieniowania e.m., a co za tym idzie nowe możliwości aplikacji [1]. HMM to periodyczne struktury jednoosiowe opisywane tensorem przenikalności elektrycznej, którego diagonalna postać [ε]=[εװ, εװ, ε ^ ] zawiera elementy przeciwnego znaku. Najnowsze badania koncentrują się na strukturach hiperbolicznych funkcjonalizowanych grafenem [2]. Ze względu na silną zależność przenikalności elektrycznej grafenu od jego potencjału chemicznego, możliwa jest realizacja przestrajalnych struktur hiperbolicznych o dynamicznie zmieniających się własnościach optycznych. Cecha ta, nieosiągalna w strukturach klasycznych, umożliwia zaproponowanie nowej generacji ośrodków HMM pozwa-lających na kontrolę maksymalnego wzmocnienia promieniowania e.m. w zakresie pasma ośrodka wzmacnia-jącego. W niniejszej pracy rozważana jest struktura HMM złożona z naprzemiennie ułożonych warstw grafenu i aktywnego materiału dielektrycznego (Rys. 1).

Zmiana potencjału chemicznego grafenu i co za tym idzie własności optycznych struktury, uzyskiwana jest za pomocą zewnętrznego pola elektrycznego. Aktywny charakter struktury wyrażony jest poprzez część urojoną przenikalności elektrycznej opisaną krzywą Lorentza. Do opisu efektywnych parametrów struktury wykorzy-stano metodę efektywnego ośrodka. Przyjęte modele pozwoliły na uzyskanie charakterystyk wzmocnienia w funkcji częstotliwości pokazujących możliwość uzyskania struktury o przestrajalnym wzmocnieniu, którego kontrola może by realizowana poprzez sterowanie zewnętrznym polem elektrycznym (Rys. 2). Zaproponowa-na struktura pozwoli na stworzenie nowej klasy aktywnych struktur o przestrajalnym maksimum wzmocnie-nia w funkcji częstotliwości.Literatura[1] A. Poddubny, I. Iorsh, P. Belov, and Y. Kivshar, “Hyperbolic metamaterials,” Nat. Photonics, vol. 7, no. 12, pp. 948–957, Dec.[2] Iorsh, Ivan V., et al. “Hyperbolic metamaterials based on multilayer graphene structures.” Physical Review B 87.7 (2013): 075416

[email protected]

Rys. 1. Schemat struktury

Rys. 2. Efektywne wzmocnienie w funkcji długości fali dla różnych wartości potencjału chemicznego


PL1-27Monoimpulsowy laser Er:YAG @2.94 µm o energii do 50mJ i repetycji do 40Hz

Marek Skórczakowski1, Grzegorz Daszczuk2

1 Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2 Siltec Sp.z o.o., ul.E.Orzeszkowej 5, 02-374 Warszawa

Przedmiotem komunikatu jest pompowany lampowo laser na bazie pręta Er:YAG φ4x100 mm2 z domieszką 50% jonów Er3+ generujący impulsy o czasie trwania powyżej 140 ns. Według wiedzy autorów jest to najsil-niejszy laser Er:YAG z modulacja dobroci przy pracy z repetycją rzędu kilkudziesięciu Hz. Lasery tego typu od około 20 lat stanowią przedmiot badań ze względu na potencjalne aplikacje medyczne powodowane ekstre-malnie wysoką absorpcją generowanego przez niego promieniowania w tkankach (104 cm-1). Wady stosowa-nych w większości prac przełączników dobroci (głównie elektrooptycznych) powodują, że laser ten nie jest skomercjalizowany. W naszej pracy proponujemy zastosowanie wysokiej klasy przełącznika na bazie wiru-jącego zwierciadła, który pozbawiony jest tych wad. Nie wprowadza on żadnych dodatkowych strat, a małe wzmocnienie ośrodka aktywnego dopuszcza jego stosunkowo niewielką szybkość przełączania. Przy repetycji powyżej 10 Hz nie można pominąć wpływu ogniskowania termicznego w pręcie Er:YAG (wg naszych pomiarów średnia moc pompy rzędu 300 W wytwarza w nim soczewkę termiczną o ogniskowej około 300 mm) na pracę lasera i konieczna jest kompensacja tego efektu. W tym celu zastosowano pręt o czołach wklęsłych. Podwyższona repetycja nie pozwala na dowolny wybór parametrów wejściowych lasera (energii pompy, częstotliwości repetycji, prędkości obrotowej zwierciadła) ponieważ wzajemnie na siebie wpływają. Jest to zasadniczą wadą tej metody modulacji dobroci.W pracy przedstawiono wyniki szeregu pomiarów parametrów lasera (głównie energii i czasu trwania impul-su) w warunkach podwyższonej repetycji w zależności od energii pompy, średniej mocy pompy, prędkości obrotowej zwierciadła, temperatury. Najistotniejsze z nich przedstawiono na rys.1.

Rys. 1. Zależność energii i czasu trwania impulsów od energii pompy i repetycji

Widoczna jest silna zależność energii impulsu (nawet ponad 100%) i słaba zależność jego czasu trwania (do 10%) od częstotliwości repetycji (średniej mocy pompy) przy ustalonej energii pompy (wzmocnieniu). Oznacza to, że wzrost temperatury w pręcie skutkuje głównie zmianą strat dyfrakcyjnych, a nie modyfikuje istotnie wzmocnienia. Wniosek ten poparty był serią pomiarów wykonanych w różnych temperaturach przy niskiej repetycji. Zauważono ponadto, że zakres prędkość obrotowej zwierciadła przy której generuje sie jeden impuls zależy nie tylko od energii pompy (wzmocnienia), także od średniej mocy pompy i wymaga zwiększenia, gdy obcią-żenie cieplne wzrasta.

[email protected]

PL1-28Ultraszybki laser Yb:KGW z hybrydową synchronizacją modów

Maciej Kowalczyk, Krzysztof M. Abramski, Jarosław Sotor

Grupa Elektroniki Laserowej i Światłowodowej, Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Rozwijanie technologii laserowych umożliwiających generację ultrakrótkich impulsów światła w zakresie spektralnym 1 µm jest niezmiernie istotne dla szeregu praktycznych zastosowań naukowych jak i przemy-słowych. Ultraszybkie lasery na ciele stałym są idealnymi źródłami dla wielu rozwiązań wykorzystujących promieniowanie o wysokim natężeniu np. mikroobróbki laserowej, czy też zastosowań biomedycznych takich jak wielofotonowa mikroskopia fluorescencyjna lub operacje chirurgiczne.

Rys. 1. Charakterystyka promieniowania emitowanego przez laser pracujący w reżimie hybrydowej synchronizacji modów. (a) Autokorelacja z dopasowana funkcją sech2 (zakres 600 fs). Wstawienie: Autokorelacja w oknie czasowym o szerokości 5

ps. (b) Widmo optyczne impulsów. Wstawienie: Widmo w dziedzinie częstotliwości radiowych.

W tej pracy przedstawiamy impulsowy laser Yb:KGW z pasywną synchronizacją modów pompowany jedno-modową diodą o mocy na poziomie 750 mW. Zastosowanie takiego źródła umożliwiło wykluczenie aktywne-go chłodzenia ośrodka aktywnego, a także zapewniło wysoką jakość wiązki pompującej. Zademonstrowane zostaną dwa reżimy pracy impulsowej: laser z synchronizacją modów opartą na lustrze typu SESAM oraz z hybrydową synchronizacją modów. W tym przypadku za generację impulsów odpowiada lustro SESAM oraz soczewkowanie Kerra, które może zostać uzyskane poprzez odpowiednią zmianę geometrii wnęki. W tym reżimie uzyskano generację impulsów o czasie trwania 59 fs i o mocy średniej 62 mW. Szerokość połówkowa widma optycznego to 20.2 nm, co jest wartością zbliżoną do ograniczenia wykorzystywanego ośrodka aktyw-nego [1]. Parametry generowanych impulsów obrazuje rys. 1. Bibliografia:[1] N. V. Kuleshov, et al., “Pulsed laser operation of Yb-doped KY(WO4)2 and KGd(WO4)2,” Opt. Lett. 22(17), 1317-1319 (1997).

[email protected]


PL1-29Przyczyny pęknięć różnoimiennych złączy zakładkowych lutospawanych laserem diodowym dużej mocy

Artur Czupryński1, Marcin Adamiak2

1Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej, Katedra Spawalnictwa, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

2Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej, Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycz-nych, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących przyczyn pękania lutospoin w różnoimiennych złączach zakładkowych wykonanych laserem diodowym dużej mocy ROFIN DL 020 z użyciem materiału dodatkowego w postaci proszku aluminium gatunku 1070A, na przykładzie łączenia cienkich blach z aluminium gatunku 1050A (wg normy PN-EN 573-3:2014) i stali miękkiej niestopowej gatunku DC04+ZE75/75 (wg normy PN--EN10152:2011) obustronnie pokrytej elektrolitycznie powłoką cynkową. Przedstawiono wyniki badań meta-lograficznych makroskopowych, mikroskopowych, rys. 1, oraz badań dyfraktometrycznych złącza. Wskazano na problemy metalurgiczne zachodzące podczas procesu oraz przedstawiono sugestie dotyczące technologii lutospawania laserowego materiałów znacznie zróżnicowanych pod względem własności fizycznych i składu chemicznego.

Rys. 1. Obraz SEM złącza zakładkowego aluminium gatunku 1050A - ocynkowana stal niestopowa gatunku DC04, lutospa-wanego laserowo proszkiem aluminiowym gatunku 1070A (pow. 850x) oraz mikroanaliza składu chemicznego w obszarze

pomiaru znajdującym się w lutospoinie przy powierzchni blachy [email protected]

PL1-30The structure and properties of laser beam welded joints without additional material in S700MC thermomechanically rolled steel

Jacek Górka1, Sebastian Stano2

1 Silesian University of Technology: Welding Department, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland2 Instytut Spawalnictwa (Institute of Welding): Department of Welding Technology,

Bl. Czeslawa 16-18, 44-100 Gliwice, Poland

Laser welding being one of the many known techniques of material joining in case of joining simple and not very large components works properly due to its advantages. Nowadays, thanks to the technological progress and increasing laser power this process appears in the area reserved until recently only for techniques of conventional welding. The aim of research was determination of the impact of laser beam welding without additional material on properties and structure of joints in 10 mm thick S700MC thermomechanically rolled steel, Fig. 1, 2. Conducted mechanical testing enabled classifying the joint at quality level B according to the requirements of ISO 13919-1 standard.

Destructive testing has revealed that joints are characterised by the tensile strength approximately 5% lower than that of parent material. Conducted metallographic testing of thin foil using high-resolution transmis-sion scanning electron microscope has revealed that during welding along with increasing content of parent metal in a weld the content of alloying micro-additives Ti and Nb is growing, especially at the fusion line. Large content of strengthening phases during cooling leads to the strong precipitation hardening through fine-dispersion precipitates of (Ti,Nb)(C,N) type having a size of several nm, what results in the reduction of plastic properties. In order to increase the impact resistance the application of hybrid welding seems to be favourable, what would enable the reduction of the content of Ti and Nb alloying micro-additives in a weld.

[email protected]

Fig. 1. Welding station Fig. 1. Macrostructure of w welded joint


PL1-31Napawanie laserem diodowym warstw wierzchnich kompozytowych na osnowie kobaltu ze sferycznym węglikiem wolframu

Damian Janicki, Jacek Górka, Artur Czupryński, Marcin Żuk

Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Spawalnictwa, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

Materiały kompozytowe na osnowie metalicznej (Metal Matrix Composite - MMC) zawierające węglik wol-framu (WC), jako fazę umacniającą, stanowią ważną grupę materiałów stosowanych do wytwarzania warstw wierzchnich o wysokiej odporności na zużycie ścierne i erozyjne. Istotnym aspektem procesu napawania tego typu warstw wierzchnich jest dobór spawalniczego źródła ciepła, umożliwiającego precyzyjną kontrolę stop-nia rozpuszczania cząstek fazy umacniającej w ciekłym jeziorku spawalniczym. Laser diodowy dużej mocy z bezpośrednią transmisja wiązki na obrabianą powierzchnię (HPDDL - High Power Direct Diode Laser), dzięki równomiernemu rozkładowi gęstości mocy na powierzchni ogniska wiązki (top-hat beam profile) jest ideal-nym źródłem ciepła w procesie napawania warstw wierzchnich kompozytowych typu MMC.Artykuł przedstawia wyniki badań procesu napawania laserowego proszkowego warstw wierzchnich kom-pozytowych, składających się ze stopu kobaltu Stellite 6 – osnowa oraz sferycznych cząstek WC – faza umac-niająca, z użyciem lasera HPDDL z prostokątnym ogniskiem wiązki laserowej o wymiarach 6.8 mm x 1.8 mm. W procesie napawania zastosowano strumieniowy boczny system podawania proszku do ciekłego jeziorka napoiny, o kształcie strumienia proszku dopasowanym do wymiarów ogniska wiązki laserowej. Materiał do-datkowy do napawania stanowił mieszaninę proszku metalicznego o składzie chemicznym stopu Stellite 6 oraz sferycznych cząstek WC o granulacji 50-200 µm i udziale objętościowy 60%. Wykazano, iż proces napawania warstw wierzchnich kompozytowych typu MMC z użyciem lasera HPDDL umożliwia precyzyjną kontrolę stopnia rozpuszczania fazy umacniającej w ciekłym jeziorku napoiny. Rów-nomierny rozkład gęstości mocy na powierzchni ogniska wiązki lasera HPDDL oraz dopasowany do jego wy-miarów kształt strumienia proszku umożliwią wytwarzanie wysokiej jakości warstw MMC, przy minimalnych energiach liniowych napawania, na poziomie 240 J/mm. Stopień rozpuszczenia cząstek WC w ciekły jeziorku napoiny można ograniczyć do około 10%. Jednocześnie napawane warstwy mają równomierny rozkład fazy umacniającej w metalicznej osnowie i minimalny udział materiału podłoża.

[email protected]

PL1-32Niepewności pomiaru w akredytowanych badaniach mocy i energii promieniowania laserowego

Andrzej Antonik, Wojciech Skrzeczanowski, Jacek Janucki, Roman Ostrowski

Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego, Instytut Optoelektronikiul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49

Laboratorium Badawcze Instytutu Optoelektroniki WAT jest akredytowane przez Polskie Centrum Akredytacji i spełnia wymagania normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005. Akredytacja zobowiązuje laboratorium do przedstawiania klientowi mia-rodajnych wyników. Jednym z aspektów miarodajności wyniku badania jest jego wiarygodność, która oznacza, że ilo-ściowy wynik pomiaru powinien być przedstawiony z określoną niepewnością. Laboratorium Badawcze IOE WAT, które akredytowało m.in. pomiar mocy i energii promieniowania laserowego, opracowało procedury szacowania niepewności w tych pomiarach. Na rys.1 pokazano typowe schematy pomiarowe w/w wielkości.

Rys. 1 Schematy układów do pomiaru mocy i energii promieniowania laserowego stosowane w akredytowanym laboratorium badawczym IOE WAT: a) pomiar z wykorzystaniem osłabiacza

promieniowania, b) pomiar bezpośredni, c) pomiar z wykorzystaniem lunety optycznej

Przy szacowaniu niepewności wzięto pod uwagę wszystkie składniki niepewności, istotne przy pomiarze mocy/energii. Ich liczba zależy od użytego schematu pomiarowego. Przykładowo, w schemacie według rys. 1c uwzględnione są następujące składowe niepewności (przy założeniu, że temperatura i wilgotność w cza-sie pomiaru mieszczą się w granicach dopuszczalnych dla użytego wyposażenia pomiarowego): niepewność współczynnika transmisji lunety, niepewność współczynnika odbicia i niepewność pomiaru mocy/energii. Każda z tych wielkości posiada swoją część o charakterze niepewności standardowej (typu A) oraz część skła-dową, (typu B), związaną z zastosowanym wyposażeniem lub właściwościami użytego materiału. Ostatecznie niepewność całkowita pomiaru mocy lub energii wyrażona jest następująco:

gdzie uA niepewność standardowa średniej z n pomiarów mocy lub energii, uB – niepewność typu B, (zależna od zastosowanego układu), zaś tzw. niepewność rozszerzona według zależności:

gdzie k95 = 2 – współczynnik rozszerzenia, który dla rozkładu normalnego zapewnia poziom ufności ok. 95%.Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN ISO/IEC 17025:2005 oraz dokumentu EA-4-16 wynik pomiaru mocy lub energii promieniowania laserowego przedstawiany jest następująco:

gdzie Q - wartość średnia z pomiarów mocy/energii, U95 - niepewność rozszerzona pomiaru energii Q, k – współczynnik rozszerzenia

[email protected]

(1)

(2)

(3)


PL1-33Analiza parametrów generacyjnych lasera światłowodowego z rezonatorem w konfiguracji typu thetaRadosław Piekarski, Bartosz Janaszek, Marcin Kieliszczyk , Paweł Bortnowski, Emil Siejak,

Rafał Krysiński, Krzysztof Anders, Ryszard Piramidowicz

Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki PW, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Jedną z częściej używanych konfiguracji laserów światłowodowych jest konfiguracja pierścieniowa z falą bie-gnącą. Rozwiązanie takie zapobiega zjawisku przestrzennego wypalania dziur, co skutkuje wzrostem spraw-ności lasera, a zarazem pozwala na osiągnięcie wyższej mocy wyjściowej. Główną wadą tej konstrukcji jest konieczność zastosowania izolatora optycznego, który znacznie zwiększa koszty całego układu. W ostatnich latach pojawiła się koncepcja rezonatora w tzw. konfiguracji theta (Rys. 1), która pozwala na zachowanie jednokierunkowego obiegu promieniowania w rezonatorze bez zastosowania izolatora optycznego i uzyska-nie parametrów pracy porównywalnych z tymi uzyskiwanymi w klasycznych rezonatorach pierścieniowych z izolatorem optycznym [1].

Rys. 1. Konfiguracja rezonatora typu theta

Niniejsza praca koncentruje się na zagadnieniach optymalizacji warunków pracy laserów światłowodowych w konfiguracji theta, obejmując w szczególności projektowanie, modelowanie, analizę i eksperymentalną we-ryfikację podstawowych parametrów generacyjnych układu lasera włóknowego przedstawionego schema-tycznie na rys. 1. Prezentowana praca została wykonana w ramach projektów badawczych Koła Naukowego Optoelektroniki PW, finansowanych ze środków własnych Politechniki Warszawskiej.

Literatura[1] Svyatoslav Kharitonov and Camille-Sophie Brès, “Isolator-free unidirectional thulium-doped fiber laser” Light: Science & Applications (2015) 4, e340; doi:10.1038/lsa.2015.113

[email protected]

PL1-34Czasowo-rozdzielcza spektroskopia emisyjna plazmy laserowej stopu aluminium w powietrzu G.A. Wubetu1, 2, T. J. Kelly1, P. van Kampen1, P. Wachulak2, A. Bartnik2, W. Skrzeczanowski2,

H. Fiedorowicz2 and J.T. Costello1

1NCPST and School of Physical Science, Dublin City University, Glasnevin, Dublin 9, Irlandia2Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Polska

Spektroskopia indukowana laserem (ang. Laser Induced Breakdown Spectroscopy LIBS) jest jedną z podsta-wowych technik pozwalających an detekcję i klasyfikację oraz potencjalnie na ilościowy pomiar różnych pier-wiastków w badanym materiale [1]. Aktualnie w ramach badań duży nacisk kładzie sie na poprawę limitu de-tekcji (LOD) tej metody, czym zajmuje się wiele grup na świecie. LIBS w zakresie VUV zarówno z pojedynczym [2] jak i podwójnym [3] impulsem laserowym jest aktualnie silnie badany i rozwijany. Głównym parametrem decydującym o LOD jest stosunek sygnału do tła (ang. signal to background ratio SBR). W celu poprawy LOD często stosuje się odpowiednio bramkowany w czasie LIBS [3]. Poprzez opoźnienie otwarcia kameru ICCD (ang. intensified charge-coupled device) w stosunku do impulse laserowego możliwe jest znaczne zmniejsze-nie tła i jego fluktuacji co znacznei poprawia SBR i LOD. W pracy przedstawione zostały czasoworozdzielcze widma emisyjne UV-VIS, zarejestrowane podczas abla-cji stopu aluminium laserem nanosekundowym, co skutkowalo powstaniem plazmy laserowej w powietrzu. Badano cztery stopy aluminium o różnym składzie. Główny składnik domieszki – magnez, powodował obec-ność linii Mg I w widmie emisyjnym na długości fali 285.213 nm, która leży w pobliżu linii pochodzącej od Al II na długości fali 281.619 nm. Linie te użyto do konstrukcji krzywej kalibracyjnej, powstałej jako stosunek intensywności linii w funkcji domieszki w każdym stopie. Dzięki temu zmierzono LOD dla Mg, który wynosi 0.0013%. Oszacowano także parametry plazmy laserowej. Nienakładające się linie Al II na długościach fali 281.619 nm, 385.655 nm i 466.3 nm użyto do określenia temperatury elektronowej bazując na wykresie Saha-Boltzmana. Wyniosła ona (3.0-3.5 eV) dla czasów opóźnień 1-4 μs i dla szerokości bramki 1 μs. Gęstość elektronową zmierzono z poszerzenia Starka odizolowanej linii Al I na długości fali 358.69 nm i wyniosła ona 1-7×1016 cm-3 dla czasów opóźnień 1-4 μs i dla szerokości bramki 1 μs.

Literatura[1] D. W. Hahn and N. Omenettto, Applied Spectroscopy 64 335A-366A (2010) [2] M A Khater, J T Costello and E T Kennedy, Applied Spectroscopy 56 970-983 (2002)[3] X Jiang, P Hayden, J T Costello and E T Kennedy, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 901 106-113 (2014)

PodziękowaniaPrzedstawione eksperymenty były możliwe do wykonania dzięki wsparciu Education, Audio-visual and Cul-ture Executive Agency (EACEA) Erasmus Mundus Joint Doctorate Programme ‘EXTATIC’, Project No. 2013 – 0033 i Science Foundation Ireland Grant Nos.12/IA/1742 and 14/TIDA/2452.

[email protected]


PL1-35Pompowane diodowo lasery ciała stałego z modulacją dobroci do zastosowań w znakowarkach laserowych

Łukasz Boruc, Maciej Giemza

Solaris Laser S.A., Warszawa

Przedstawiono autorskie opracowanie dwóch typów laserów ciała stałego z modulacją dobroci przystoso-wanych do integracji z systemami znakującymi. Projekty laserów realizowane były w ramach programu IN-NOTECH Narodowego Centrum Badań i Rozwoju we współpracy z Instytutem Optoelektroniki WAT. Pierwszy z laserów emituje promieniowanie bliskiej podczerwieni (1064 nm) i generuje moc średnią 10 W, drugi to laser zielony (532 nm) o mocy średniej 3 W. Zastosowanie przełącznika dobroci rezonatora umożliwiło uzyska-nie wysokoenergetycznych impulsów o krótkim czasie trwania. Takie właściwości generowanego przez lasery promieniowania umożliwiają znakowanie przy ograniczonym wpływie termicznym na materiał w miejscu ob-róbki. Przy konstruowaniu wyżej wymienionych laserów duży nacisk został położony również na uzyskanie jak najwyższej jakości wiązki. W obu laserach wiązkę charakteryzuje parametr M2 = 1,2.Wymienione lasery znajdują zastosowanie w urządzeniach wytwarzanych przez Solaris Laser.

[email protected]

Rys. 1. Moc szczytowa lasera i czas trwania impulsu w zależności od prądu diody pompującej

Rys. 2. Czas trwania impulsu lasera 1064 nm dla częstotliwości repetycji 10 kHz

PL1-36Światłowody germanowe ko-domieszkowane jonami Yb3+/Tm3+/Ho3+

Marcin Kochanowicz1, Jacek Żmojda1, Piotr Miluski1, Tomasz Ragiń1, Andrzej Zając1, Maciej Sitarz2, Piotr Jeleń2, Dominik Dorosz1

1 Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny ,Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok,

2 Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, ul. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Szkła z układu GeO2 – Ga2O3 – BaO w odniesieniu do klasycznych szkieł krzemionkowych charakteryzują się niską energia fononów (805 cm-1) oraz większą zdolnością do akceptacji jonów pierwiastków ziem rzadkich bez efektu klasterowania oraz sepearacji fazowej. Ponadto, ich wysoka stabilność termiczna pozwala na formowanie ich w struktury światłowodowe. Zaprezentowano konstrukcję dwupłaszczowego światłowodu z rdzeniem ze szkła germanowego ko-domieszkowanego jonami 0,5Yb2O3/0,4Tm2O3/0,05Ho2O3 charakteryzującego się ultra szerokim pasmem emisji w zakresie 2 mm powstałym w wyniki transferu energii Yb3+ → Tm3+,Ho3+.

Rys. 1. Widmo luminescencji światłowodu, fotografia czoła włókna (inset) (a), schemat energetyczny w układu Yb3+/Tm3+/Ho3+, (lexc=976 nm).

Zwiększona szerokość połówkowa pasma emisji (FWHM=344 nm) jest wynikiem superpozycji pasm luminescencji powstałych w wyniku następujących przejść promienistych: Tm3+: 3F4 → 3H6. oraz Ho3+: 5I7 → 5I8. Należy zauważyć, że w potrójnym układzie domieszek ziem szerokość pasma emisji światłowodu jest dodatkowo ograniczona w wyniku zjawiska reabsorpcji w pasmach 1600 – 1800 nm oraz 1900 – 2100 nm. Uzyskane ultra szerokie pasmo ASE pozwala na konstruowanie nowych światłowodowych szerokopasmowych źródeł promieniowania wzmocnionej emisji spontanicznej. Ponadto, światłowód z rdzeniem germanowym ko-domieszkowanym jonami Yb3+/Tm3+/Ho3+ daje możliwości wykorzystania go w realizacji laserów włóknowych wykorzystujących światłowodowe siatki Bragga.

PodziękowanieProjekt został sfinansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DEC-2013/09/D/ST8/03987”

[email protected]


SESJA PLAKATOWA 2

PL1-37Światłowody szkło-ceramiczne domieszkowe jonami lantanowców

J. Żmojda1*, M. Kochanowicz1, P. Miluski1, T. Ragiń1, W. Pisarski2, J. Pisarska2 , M. Sitarz3, D. Dorosz1, A. Zając1

1Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45D, 15-351 Bialystok, Polska2Uniwersytet Śląski, ul. Szkolna 9, 40-007 Katowice, Polska

3Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30., 30-059 Kraków, Polska.

Obecnie w technologii wytwarzania nowych światłowodów o unikalnych własciwościach emisyjnych obserwuję się dynamiczny rozwój transparentnych materiałów szkło-ceramicznych domieszkowanych jonami pierwiastków lantanowców. Wynika to głównie ze specyficznych właściwości optycznych tych materiałów łączacych w sobie dwie struktury – amorficzną i krystaliczną, powstałą w wyniku umieszczenia w szkłe nanocząstek krystalicznych. Wprowadzając charakter krystaliczny osnowy wokół domieszki ziem rzadkich polepszeniu ulegają ich parametry spektralne (przekrój czynny na absorpcję i emisję, czas zaniku luminescencji, enegia fononów) prowadząc tym samym do większej sprawności emisji dla danego przejścia laserowego. W niniejszej pracy podjęto próbę uzyskania nanostruktur fosforanowych w szkłach antymonowo-germanowych domieszkowanych jonami europu. Szkła z układu 50(Sb2O3 - GeO2) – 50(SiO2 - Al2O3 - Na2O) domieszkowane 0,5mol% Eu2O3 zostały zsyntezowane metodą topienia w piecu elektrycznym a nastepnie odprężania w temperaturze bliskiej temperaturze transformacji. Optymalizację struktury szklano-ceramicznej przeprowadzono na drodze wzbogacania składu chemiczego szkła antymonowo-germanowego poprzez związki tlenku fosforu (P2O5) do 10 %mol. W celu analizy charakteru struktury molekularnej powstałej wokół jonów Eu3+ określono relację natężeń emisji (FIR) pomiędzy przejściami (5D0 →

7F2)/(5D0 → 7F1). Na tej podstawie stwierdzono, iż w szkłach o zawartości domieszki do 5%mol występuje symetria sieci krystalicznej. W oparciu o uzyskane rezultaty wytworzono dwupłaszczowy światłowód z rdzeniem szkło-ceramicznym. Na rys. 1 przedstawiono różncę pomiędzy kształtem emisji dla szkło-ceramiki oraz wytworzonego z niej światłowodu.

Rys 1. Luminescencja szkło-ceramiki oraz światłowodu domieszkowanego 0,5%mol Eu2O3

Na podstawie wyników pomiarów potwierdziliśmy, iż odpowiedni dobór składu chemicznego szkła oraz kontrolowany proces dodatkowej obróbki termicznej umożliwia uzyskanie dwupłaszczowych światłowdów o rdzeniu szkło-ceramicznycm domieszkowanym lantanowcami bezpośrednio w procesie ich wytwarzania.

AcknowledgmentsBadania sfinansowane z pracy badawczej nr S/WE/4/2013 realizowanej na Politechnice Białostockiej.

[email protected]


PL2-1Ablacja laserowa w zastosowaniu do bioinżynierii

Krzysztof Czyż1, Roman Ostrowski1, Antoni Sarzyński1, Antoni Rycyk1, Marek Strzelec1, Roman Major2, Piotr Wilczek3

1Instytut Optoelektroniki WAT, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN, u. W. Reymonta 25, 30-059 Kraków

3 Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi, ul. Wolności 345a, 41-800 Zabrze

Przedstawiono koncepcję nowej, fizycznej metody acceluryzacji komórek, wykorzystującej połączenie techniki laserowej i technik akustycznych. Zakłada się, że wprowadzenie w ruch cząsteczek tkanek i komórek z odpow-iednią częstotliwością doprowadzi do ich programowalnej apoptozy, a dalej łatwego wypadnięcia komórek apoptotycznych ze struktury tkanki. Po takiej procedurze uzyskuje się „czystą” macierz zewnątrzkomórkową bez komórek. Macierz ta stanowi idealne rusztowanie dla kolonizacji komórek biorcy, tworząc rodzaj chimery, co pozwala na regenerację uszkodzonej tkanki [1]. Prace ukierunkowane będą na tkanki dla leczenia zast-awki serca. Wymiana na drodze chirurgicznej chorej zastawki serca jest powszechnie przyjętą metodą w sytuacji, gdy możliwości farmakologiczne są wyczerpane. Zastawki serca wytwarzane są metodami inżynierii tkankowej. Technika bezkomórkowego rusztowania z komórkami autologicznymi wydaje się byćbardzo atrakcyjna dla leczenia chorej zastawki serca. Uzyskana w ten sposób bioproteza pozwoli znacznie zm-niejszyć ryzyko powstania stanu zapalnego i odpowiedzi immunologicznej, pobudzając równocześnie własne komórki biorcy do wzrostu. Tak zregenerowane tkanki muszą ponadto wykazywać właściwości atrombogenne ze zmniejszonym ryzykiem zwapnienia, co może znacząco zwiększyć stabilność w porównaniu z konwencjon-alnie stosowanymi zastawkami biologicznymi. Zakłada się również, że usunięcie komórek techniką laserową wywoła powstanie ładunku powierzchniowego na tkance accelularnej, co ułatwi przeprowadzenie dodat-kowej modyfikacji w postaci dokowania leku.Trwające aktualnie pierwsze testy selektywnego oddziaływania promieniowania laserowego na wybrane próbki tkanek i badania ich wyników zostaną przedstawione bezpośrednio na konferencji.Zasadniczy temat pracy obejmuje badania statutowe Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN „Z-2” oraz tematykę projektu badawczego „Opracowanie inowacyjnej bioaktywnej protezy zastawki serca” finanso-wanego przez NCBR w ramach programu PBS ścieżka A, umowa PBS3/A7/17/2015.[1] Y.S. Takeda, Q. Xu, Fabrication of 2D and 3D Constructs From Reconstituted Decellularized Tissue Extracel-lular Matrices, J Biomed Nanotechnol. 10, 3631-3637, 2014.

[email protected]

PL2-2Laserowa modyfikacja warstw tlenkowych w barwnikowym ogniwie fotowoltaicznym

Maciej Klein1,2, Mirosław Sawczak1, Robert Barbucha1, Adam Cenian1

1Ośrodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Fiszera 14, 80-231 Gdańsk

2 Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne (DSSC, dye-sensitized solar cells) są jedną z najbardziej obiecujących tech-nologii ogniw słonecznych trzeciej generacji. Znacząca wydajność fotokonwersji przekraczająca wartość 14% otwiera drogę do ich bliskiej komercjalizacji. W swoim standardowym układzie ogniwo barwnikowe składa się z:• fotoanody, którą stanowi mezoporowata warstwa półprzewodnika o szerokiej przerwie energetycznej

(najczęściej TiO2) z zaadsorbowanym na powierzchni barwnikiem, osadzona na szklanym, przezroczy-stym podłożu przewodzącym zazwyczaj tlenku cyny domieszkowanego fluorem (FTO, fluorine-doped tin oxide);

• katody zwykle będącej warstwą materiału katalitycznego osadzonego na podłożu przewodzącym;• elektrolitu zawierającego parę redoksową jodek/trójjodek rozpuszczoną w niewodnym rozpuszczalniku.Jednym z parametrów ograniczających wydajność fotokonwersji ogniw fotowoltaicznych jest ich rezystancja wewnętrzna. W przypadku ogniw barwnikowych znaczącą składową rezystancji wewnętrznej jest rezystancja złącza: warstwa TiO2/warstwa przewodząca FTO (odprowadzająca ładunek elektryczny), wynikająca z ograni-czonej powierzchni styku porowatej warstwy półprzewodnika z chropowatą warstwą FTO (rys.1.). W niniejszej pracy podjęto próbę redukcji rezystancji wewnętrznej oraz poprawy wydajności fotokonwersji ogniwa DSSC poprzez spawanie laserowe złącza TiO2:FTO. Wykorzystując spektroskopię ramanowską oras skaningową mi-kroskopię elektronową zbadano wpływ procesu spawania na strukturę elektrody TiO2. Wyznaczone zostały również parametry elektryczne gotowych ogniw.

Rys. 1. a) Porowata struktura złącza FTO/TiO2; b) zwiększenie przepływającego przez złącze prądu poprzez zwiększenie kontaktu pomiędzy podłożem FTO a warstwą TiO2

Praca naukowa finansowana ze środków budżetowych na naukę w latach 2013-2016 jako projekt badawczy w ramach programu pod nazwą „Diamentowy Grant” 0228/DIA/2013/42.

[email protected]


PL2-3Opracowanie procesu laserowego wtapiania proszku renu w podłoże z CP-Ti Gr2

Karol Kobiela, Robert Dziedzic, Irina Smolina, Patrycja Szymczyk, Edward Chlebus

Politechnika Wrocławska: Wydział Mechaniczny, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Celem prowadzonych badań było opracowanie technologii laserowego stopowania proszkiem renu warstwy wierzchniej substratu ze stopu czystego technicznie tytanu (CP-Ti G2), która pozwoli uzyskać warstwę o po-wtarzalnej geometrii, charakteryzującą się zakładanym i powtarzalnym składem chemicznym na całej jej powierzchni oraz specjalnymi właściwościach mechanicznych. Do procesu stopowania wykorzystywy został laser diodowy z głowicą umożliwiającoą osiowo ciągłe podawanie proszku do miejsca obróbki substratu.W trakcie prowadzonych prac dobrano i zweryfikowano parametry procesu (moc, gęstość mocy lasera, pręd-kość skanowania i podawania materiału) według kryterium poprawności cech geometrycznych uzyskanych warstw stopowanych renem, tj.: głębokości wtopienia, szerokości pojedynczej napoiny / warstwy stopowa-nej, głębokości strefy wpływu ciepła.Weryfikacyjne badania kontrolne zostały wykonane dla pojedyńczych ściegów, analizowano wyniki zarówno geometrii, mikrostruktury jak i właściwości mechanicznych, a dobrane w tych próbach parametry procesu zostały wykorzystane do prób wytworzenie pełnych monolitycznych warstw.

Rys. 1. Mikrostruktura charakterystycznych obszarów na przekroju poprzecznym pojedynczej ścieżki warstwy stopowej na CP-Ti G2:a) obszar wtopienia: komórkowo dendrytyczna mikrostruktura roztworu stałego β,b) strefa niewymieszana

między linią wtopienia i stopienia,c) strefa wpływu ciepła: gruboziarnista mikrostruktura roztworu stałego α, d) materiał stopowany: drobnoziarnista mikrostruktura roztworu stałego α

Wyselekcjonowane parametry procesu pozwalają uzyskać na podłożu czystego technicznie tytanu CP-Ti G2 warstwę stopową o grubości około 450 mm, zawartości około 33% wag. Re, mikrostrukturze umocnionego renem roztworu stałego β o twardości około 350 HV0,1, podniesionej odporności ściernej oraz odporności korozyjnej porównywalnym ze stopem Ti6Al7Nb i chropowatości wymagającej szlifowania tylko do szczegól-nych zastosowań.

[email protected]

PL2-4Parametryczne badania procesu nanosekundowej mikroobróbki laserowej wybranych materiałów

Mateusz Tański1, Jerzy Mizeraczyk2

1 Ośrodek Techniki Plazmowej i Laserowej, Instytut Maszyn Przepływowych PAN Fiszera 14,80-231 Gdańsk

2 Katedra Elektroniki Morskiej, Akademia Morska w Gdyni, Morska 81-87, 91-255, Gdynia

Mikroobróbka materiałów za pomocą laserów nanosekundowych jest atrakcyjną technologią przemysłową z uwagi na duża dostępność tego rodzaju laserów oraz ich względnie małą awaryjność w porównaniu z lasera-mi piko i femtosekudnowymi. Jednakże sam proces nanosekundowej mikroobróbki laserowej jest procesem złożonym, wymagającym zoptymalizowania jego parametrów roboczych.W niniejszej pracy przedstawiono wyniki parametrycznych badań procesu mikroobróbki wybranych materia-łów za pomocą nanosekundowych impulsów laserowych na przykładzie procesów drążenia otworów i naci-nania powierzchni materiałów. Do badań zastosowano laser na ciele stałym Nd:YAG z układem generującym drugą harmoniczną (λ = 532 nm) podstawowej częstotliwości tego lasera. Parametry wiązki laserowej i sposób realizacji mikroobróbki zostały tak dobrane, że za procesy drążenia otworów i nacinania powierzchni mate-riałów odpowiedzialna była głównie ablacja materiału. Przy drążeniu otworów energie impulsów laserowych wynosiły od 10 µJ do 1,3 mJ. Nacinanie powierzchni materiałów wykonywano ciagiem immpulsów o mocy średniej promieniowania laserowego 3W, 5W i 7W przy stałej częstotliwości repetycji impulsów laserowych wynoszącej f = 6 kHz. Czas trwania pojedyńczego impulsu laserowego wynosił 26 ns. Badanymi materiałami były blaszki z aluminium, krzemu, stali nierdzewnej AISI 304 i miedzi o grubości 500 µm. W badaniach procesu drążenia otworów za pomocą pojedynczych nanosekundowych impulsów laserowych wyznaczono wartości progowych gęstości energii ablacji przebadanych materiałów. Badania te wykazały tak-że, że średnica wykonanych otworów poablacyjnych zwiększa się ze wzrostem energii impulsu laserowego. Podczas badań drążenia otworów metodą perkusyjną za pomocą serii impulsów laserowych stwierdzono, że dla stosunkowo płytkich otworów (o głębokości do około 60 µm) ich głębokość jest wprost proporcjonal-na do ilości impulsów w serii. Przebadano także proces nacinania materiałów serią impulsów laserowych. W wyniku tych badań określono wpływ mocy średniej promieniowania laserowego oraz prędkości nacinania na głębokość wykonywanych nacięć. Zbadano także wpływ krotności powtórzeń nacięcia oraz częstotliwości repetycji impulsów laserowych na głębokość nacięć. Uzyskane wyniki eksperymentalne porównano z przewi-dywaniami wynikającymi z analizy modeli teoretycznych opisujących ablacyjny proces laserowego drążenia otworów i nacinania powierzchni materiałów. Z porównań wynika, że stosunkowo proste modele bazujące na tzw. bilansie energetycznym nie opisują procesu nanosekundowej ablacji materiałów w sposób zadowalający.Wyniki uzyskane w niniejszej pracy mogą zostać bezpośrednio zastosowane w celu zoptymalizowania procesu laserowej mikroobróbki materiałów. Pozwalają one m.in. na wyznaczenie wartości gęstości energii impulsów laserowych i ilości impulsów w serii w celu uzyskania w powierzchni obrabianego materiału otworu o żądanej średnicy i głębokości. Umożliwiają także dobranie takich parametrów jak prędkość nacinania, moc średnia promieniowania laserowego i krotność powtórzeń nacięcia w celu wykonania w materiale nacięcia o wyma-ganej szerokości i głębokości.

[email protected]


PL2-5Laserowo indukowana modyfikacja powierzchni węgla pirolitycznego

Bogusz Stępak1, Katarzyna Łęcka2, Tomasz Płonek3, Arkadiusz A. Antończak2

1Wydział Elektorniki Mikrosystemów i Fotoniki, 2Wydział Elektroniki, Politechnika Wrocławska Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-327 Wrocław,

3Klinika Chirurgii Serca, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu, Borowska 213, 50-556 Wrocław

Lasery impuslowe wykorzystywane są do modyfikacji powierzchni celem np. zwiększenia hydrofobowości, zmiany właściwości tribologiczych czy kontroli adhezji komórek w przypadku implantów. Zogniskowana wiąz-ka laserowa stanowi unikatowe narzędzie pozwalające na lokane indukowanie ekstremalnych warunków na powierzchni materiału skutkujących szeregiem możliwych reakcji chemicznych oraz zjawisk takich jak tworze-nie uporządkowanych, periodycznych struktur powierzchniowych znanych jako LIPSS (laser induced periodic surface structures). Prezentowane wyniki dotyczą wytwarzania LIPSS na powierzchni elementów zastawki serca wykonanej z węgla pirolitycznego z wykorzystaniem lasera piko- i femtoskundowego. Zbadano wpływ czasu trwania impulsu, długości fali, polaryzacji i innych parametrów procesu na geometrię uzyskanych na-nostruktur oraz właściwości powierzchni. Zgodnie z dostępna literaturą, zaobserwowane przez nas struktury na węglu pirolitycznym uporządkowane są w kierunku ortogonalnym do kierunku polaryzacji, a ich gęstość zależy od zastosowanej długości fali. Opracowano parametry pozwalające na skrócenie procesu modyfikacji zachowując jednorodność struktury. Powierzchnię przeanalizowano za pomocą spektroskopii Ramana.

Rys. 1. Zdjecie SEM powierzchni węgla pirolitycznego po modyfikacji laserem: a) pikosekundowym λ = 1064 nm,b) femtosekundowym λ = 515 nm, c) efekt nanostrukturyzacji widoczny pod mikroskopem optycznym

Autor otrzymał finansowanie na przygotowanie pracy doktorskiej ze środków Narodowego Centrum Na-uki w ramach stypendium doktoranckiego: DEC-2015/16/T/ST8/00483. Badania zostały sfinansowane równierz ze środków statutowych Katedry Teorii Pola, Układów Elektronicznych i Optoelektroniki na Wy-dziale Elektroniki PWr: S500-44. Badania przeprowadzono we współpracy z Instytutem Fraunhofera IWS w Dreźnie.

[email protected]

PL2-6Laserowa modyfikacja rezystancji powierzchniowej elektrod wolframowych wykorzystywanych do oporowego zgrzewania miedzianych przewodów wielodrutowych

Mariusz Tomczyk1, Radosław Szklarek2, Ryszard Pawlak1

1Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 18/22

2SPINEX, Spinkiewicz Sp. J., ul. Klimotowska 19, 04-672 Warszawa

Łączenie przewodów wielodrutowych wymaga wstępnego przygotowania końcówek łączonej wiązki. W za-leżności od procesu łączenia można stosować zaprasowanie, stopienie płomieniem, przetopienie wiązką la-serową, a w przypadku końcowego zgrzewania oporowego dokonuje się wstępnego zaciśnięcia linki w ma-trycy wolframowej (rys.1a). W kolejnym etapie wykonuje się połączenie zgrzewane z wykorzystaniem siły docisku i drgań oraz nagrzewania prądem przemiennym o określonym natężeniu i częstotliwości. W trakcie wykonywania kolejnych połączeń elektrody wolframowe, w wyniku złożonych procesów fizycznych, pokry-wają się cienką warstwą miedzi (grubość nie przekracza 10μm, rys.1b). Zmianie ulega rezystancja stykowa, a w konsekwencji zmiana parametrów zgrzewania. Od momentu zainstalowania na stanowisku zgrzewającym nowej elektrody proces stabilizuje się po ok. 2000 cykli łączeniowych. W tym czasie konieczna jest ciągła kon-trola i zmiana parametrów zgrzewania (prądu i częstotliwości). Wykonywane podczas stabilizacji połączenia w większości nie spełniają surowych kryteriów niezawodnościowych i są odrzucane na etapie kontroli jakości. W celu zoptymalizowania technologicznego procesu zgrzewania i uniknięcia strat powierzchnie nowych elek-trod zostały odpowiednio zmodyfikowane w wyniku wtapiania laserowego. Czoło elektrody pokrywane jest warstwą miedzi (w postaci proszku lub folii miedzianej), a następnie przetapiane wiązką laserową skanowaną po całej powierzchni. W procesie wykorzystywane są lasery impulsowe o długości 1064nm oraz 1060nm o czasie trwania impulsu odpowiednio 1-4ms oraz 15-220ns.

Rys. 1. a) Miedziany przewód wielodrutowy przygotowany do zgrzewania oporowego, b) czoło elektrody wolframowej pokryte częściowo warstwą miedzi

[email protected]


PL2-7Zastosowanie technik planowania eksperymentu do optymalizacji laserowej obróbki powierzchni materiałów

Mariusz Tomczyk, Ryszard Pawlak, Maria Walczak

Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 18/22

Procesy technologiczne, w których wykorzystywane są lasery są bardzo złożone, a efekty ich oddziaływania zależą od wielu czynników. W przypadku wiązki ciągłej jest to: długość fali, moc, czas oddziaływania oraz prędkość skanowania wiązki. W procesach, w których wykorzystywana jest wiązka impulsowa dodatkowo na-leży uwzględnić czas trwania impulsu oraz częstotliwość powtarzania impulsów. Dla uzyskania odpowiednich efektów procesu obróbki laserowej niezbędna jest optymalny dobór tych parametrów. Jednym ze sposobów optymalizacji są techniki planowania eksperymentu (Design of Experiments - DoE). W badaniach przedstawionych w artykule techniki planowania eksperymentu wykorzystano do optymalizacji procesu powierzchniowej obróbki materiałów laserem impulsowym SPI G3. Jako czynniki wejściowe, wpły-wające na obróbkę powierzchni, przyjęto następujące parametry: moc wiązki (0-20 W), czas trwania impul-su laserowego (15-220 ns), częstotliwość powtarzania impulsów (35-290 kHz), prędkość skanowania wiązki (100-5000mm/s), hatching (10-50 μm). Zakresy zmienności czynników wejściowych określono na podstawie możliwości technicznych zastosowanych urządzeń oraz wstępnych badań eksperymentalnych. Wielkością wyjściową podlegającą ocenie była grubość zdejmowanej warstwy w procesie ablacyjnym.Pomiary wykonano według planu statycznego, zdeterminowanego dwupoziomowego PS/DK 25 dzięki czemu została ograniczona liczba koniecznych do wykonania pomiarów. Dla przyjętego modelu wykonano zaledwie 32 pomiary dla odpowiednio ustalonych wartości czynników wejściowych. Przeprowadzenie kompletnej ana-lizy, zakładając średnio ok. 10 przedziałów zmienności każdego z czynników wymagałoby wykonania łącznie L=105=100000 pomiarów. Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów stworzono matematyczny model procesu z odpowiednimi współczynnikami regresji dla każdego z czynników wejściowych. Zbadana została istotność poszczególnych współczynników oraz adekwatność całego modelu (przy założonym poziomie ufno-ści i liczbie stopni swobody). Uzyskany model został zweryfikowany eksperymentalnie, poprzez porównanie wyników uzyskanych z modelu z grubością zdejmowanej warstwy określoną eksperymentalnie w warunkach laboratoryjnych.

[email protected]

PL2-8Zastosowanie lasera światłowodowego do teksturowania elastomerów

Ewa Korzeniewska1, Ryszard Pawlak 1, Mariusz Tomczyk 1, Maria Walczak 1, Dariusz Bieliński2, Karolina Kałuzińska2, Mariusz Siciński 2

1Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 18/222Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka, 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 12/16

Własności tworzyw polimerowych, w tym elastomerów, podlegają ciągłemu udoskonalaniu ze względu na stale poszerzający się zakres ich zastosowań w przemyśle i życiu codziennym. Ważną użytkową cechą elasto-merów jest odpowiednie zachowanie się w środowisku wilgotnym. Jedną z metod poprawy hydrofobowości i zmniejszenia współczynnika tarcia jest teksturowanie powierzchni.Praca prezentuje efekt modyfikacji powierzchni wulkanizatów kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) oraz etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM), otrzymanych w Instytucie Technologii Polimerów i Barwni-ków Politechniki Łódzkiej. Laserową modyfikację powierzchni przeprowadzono w Laboratorium Mikrotechno-logii Laserowych i Materiałowych LM2 Instytutu Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ. Elastomery poddawano oddziaływaniu promieniowania lasera jednomodowego światłowodowego o długości fali 1065 nm i średnicy zogniskowanej wiązki 25 mm. Zbadano wpływ zmian parametrów jak i sposobu skanowania na zmianę morfo-logii powierzchni i własności powierzchniowych elastomerów. Średnią moc wiązki zmieniano w zakresie 2- 20 W, czas trwania impulsów 15- 220 ns, częstotliwość powtarzania 35-290 kHz, prędkość skanowania wiązki 100- 2500 mm/s , a hatching od 0,01 do 0,05 mm. Badania w tak szerokim zakresie zmienności parametrów procesu pozwoliły określić optymalne warunki z punktu widzenia uzyskania odpowiednich parametrów użyt-kowych modyfikowanych powierzchniowo polimerów. Mikroobróbkę przeprowadzono zarówno w atmosfe-rze ochronnej jak i w powietrzu. Badania eksperymentalne właściwości zmodyfikowanych elastomerów SBR i EPDM wykazały m.in., że optymalnie przeprowadzona obróbka może prowadzić do znacznego wzrostu hy-drofobowości elastomeru ( rys. 1). Zwilżalność próbek badano metodą stawiania kropli (sessile drop method). Wartości kąta zwilżania dla SBR oraz EPDM różniły się z uwagi na różnice w strukturze, ale dla obu materiałów wykazały kilkudziesięcioprocentowy wzrost.

Rys. 1. Tekstura powierzchni kauczuku SBR (a) oraz pomiar kąta zwilżalności na powierzchni SBR przed (b) i (c) po oddziaływaniu promieniowania laserowego

Praca przedstawia wybrane wyniki wpływu przeprowadzonej obróbki laserowej na wytworzone gatunki ela-stomerów.

[email protected]


PL2-9Zastosowanie lasera światłowodowego do precyzyjnego cięcia krzemu

Maria Walczak1, Łukasz Ruta2

1Politechnika Łódzka , Instytut Systemów, Inżynierii Elektrycznej, 90-924 Łódź, Stefanowskiego 18/222Politechnika Łódzka, Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych, 90-924 Łódź,

ul. Wólczańska 211/215

W procesie wytwarzania przyrządów elektronicznych występuje często konieczność cięcia wafli krzemowych. Są to zarówno podłoża czyste jak i te zawierające struktury przyrządów półprzewodnikowych. Praca doty-czy cięcia krzemu czystego a także z różnymi warstwami ochronnymi, maskującymi procesowane struktury w tym również warstwy grafenowe. Jako warstwę ochronną wykorzystano fotorezyst stosowany w proce-sach fotolitografii. Cięcie krzemu prowadzono za pomocą lasera jednomodowego światłowodowego SPI G 20W M2<1.3 o długości fali 1065 nm i średnicy wiązki rzędu 25 mm, będącego na wyposażeniu Laboratorium Mikrotechnologii Laserowych i Materiałowych LM2 Instytutu Systemów Inżynierii Elektrycznej PŁ. Zbadano wpływ zmian parametrów wiązki jak i sposobu skanowania na morfologię krawędzi cięcia i zachowanie się fotorezystu. Parametry impulsów takie jak: moc, czas trwania impulsów, częstotliwość ich powtarzania oraz prędkość skanowania wiązki były zmieniane odpowiednio w zakresie 6-20 W, 15-220 ns, 35-290 kHz oraz 100-2500 mm/s ze względu na uzyskanie gładkiej płaszczyzny cięcia. Kluczowym przy prowadzonej obróbce było otrzymanie wąskiej i jak najmniej zdefektowanej szczeliny cięcia, na co w istotny sposób wpływał oprócz parametrów energetycznych wiązki stosunek częstotliwości impulsów do prędkości skanowania. Efekty cięcia linią pojedynczą porównano za pomocą obserwacji mikroskopem skaningowym z obrazem cięcia ablacyj-nego z hatchingiem od 0.01 do 0.005mm. W prowadzonych eksperymentach dobrano zarówno parametry impulsów laserowych jak i stosowanie odpowiedniej atmosfery ochronnej dla jak najlepszych efektów cięcia zarówno pod względem szerokości cięcia, jak i głębokości i czystości krawędzi ( rys 1).

Rys. 1. Krawędź cięcia krzemu (100) (a), krawędź cięcia krzemu z warstwą fotorezystu [email protected]

PL2-10Zastosowanie metody technicznej tomografii komputerowej do kontroli jakości obiektów wytwarzanych w laserowych technologiach przyrostowych

Grzegorz Ziółkowski, Patrycja Szymczyk, Tomasz Kurzynowski, Bogdan Dybała, Edward Chlebus

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, CAMT-FPC, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Techniczna tomografia komputerowa (CT) jest nieniszczącą metodą charakterystyki i oceny materiałów sto-sowaną od lat 80 ubiegłego stulecia. Obecnie CT stała się ważnym i skutecznym narzędziem w identyfikacji wewnętrznej struktury materiałów, pozwalającym na analizę i wizualizację porów, pęknięć, wtrąceń lub de-fektów w materiałach polimerowych, ceramicznych, kompozytach i lekkich stopach metali. W wyniku badania za pomocą CT struktura obiektu nie ulega zmianie, zatem tę technikę pomiarową zalicza się do grupy badań nieniszczących NDT (NDT – non destructive testing). Dzięki nieniszczącemu charakterowi badań możliwa jest analiza struktury wewnętrznej obiektów w stosunkowo krótkim czasie, bez potrzeby kosz-townego ich cięcia na części. Główne obszary zastosowań technicznej tomografii komputerowej to inspek-cja i kontrola jakości odlewów oraz części mechanicznych wytworzonych z różnych materiałów stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, czy wyrobów medycznych.

Rys. 1. Przykład zastosowania technicznej tomografii komputerowej w analizie kompozytu metalicznego

W pracy przedstawiono możliwości, jakie daje zastosowanie technicznej tomografii komputerowej w kon-troli jakości obiektów wytwarzanych technologiami przyrostowymi. Dane uzyskane w wyniku rekonstrukcji metodą CT zawierają informację o całej strukturze badanego przedmiotu, dzięki temu możliwa jest analiza grubości jego ścianek czy porównanie geometrii CAD (nominalnej) z geometrią zrekonstruowaną (aktualną). Ponadto dane pochodzące z obrazowania za pomocą CT pozwalają odtworzyć przestrzenną mapę gęstości rekonstruowanych obiektów w postaci skali szarości, co pozwala na analizę obiektów zbudowanych z wielu części lub materiałów o niejednorodnej strukturze.

[email protected]


PL2-11Raman study of TiO2 coatings modified by UV pulsed laser

Radosław Belka1*, Justyna Kęczkowska1, Piotr Sęk2

1Department of Photonics and Teleinformatic Systems, Faculty of Electrical Engineering, Automatic Control and Computer Science, 2Department of Terotechnology and Industrial Laser Systems, Faculty of

Mechatronics and Machine Engineering, Kielce Universtity of Technology, Al. Tysiaclecia P.P.7, 25-314 Kielce

TiO2, also know as titania, is a ceramic compound, existing in numerous polymorphic forms, mainly as tetrag-onal rutile and anatase, and rhomboidal brookite [1]. Rutile is the most stable form of titanium dioxide, whereas anatase is a metastable form, created in lower temperatures than rutile. Anatase is marked with higher specific surface area, porosity and a higher number of surface hydroxyl groups as compared to rutile. The unique optical and electronic properties of TiO2 results in its use as semiconductors dielectric mirrors, sunscreen and UV-blocking pigments and especially as photocatalyst [2]. TiO2 is a large bandgap semiconduc-tor with low absorption coefficient in visible and infrared region [3]. The band gap for the anatase and rutile are 3.23eV and 2.96eV respectively. An important feature of titanium dioxide is its very high refractive index, with values approximately in the range of 2.4 (IR range) to 2.9 (VIS) for anatase and from 2.6 (IR) to 3.2 (VIS) for rutile [4]. The sol-gel process and hydrothermal reactions have been most popular for TiO2 preparation. In our case, the tetraisopropoxide was used as Ti precursor according to sol-gel method [5]. Prepared gel was coated on glass substrates and calcined in different temperatures. Next, prepared coatings were modified by UV pico-second pulse laser (TruMicro). Physical modification of the coatings using laser pulses was intended in order to increase the specific surface area of the produced material [6]. Laser ablation consist in removal of material from the substrate by direct absorption of laser energy, as TiO2 has relatively high absorbance coefficient in UV region [7,8]. In this work an influence of ps pulse laser illumination on structure of TiO2 coating will be presented. The structural studies will be performed by Raman spectroscopy (RS), one of the basic analytical techniques, sup-porting the identification of compounds and obtaining information about the structure. RS is a useful method of identification, allowing distinguishing the anatase phase from the rutile phase. In our studies, anatase to rutile transformation was observed. ACKNOWLEDGEMENTSMeasurements was performed using equipment founded by the European Regional Development Fund with-in the Innovative Economy Operational Programme 2007-2013 (No POIG 02.02.00-26-023/08-00).

[1] S. M. Gupta, M. Tripathi, Phys. Chem. 56 (16) (2011): 1639–1657[2] S.N. Frank et al. J. Phys. Chem. 81 (1977) 1484.[3] S. Tanemura et al. Appl Surf Sci 212–213 (2003) 654–660[4] Z Wang, U. Helmersson, P. Kall, Thin Solid Films 405 (2002) 50–54.[5] A. Saleh et al J Mat Sci Eng, 3 (12) (2009) pp. 81[6] B. Antoszewski, P. Sęk, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 60 (3B), 2015, pp. 117-121[7] O. Van Overschelde et al. J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (34), pp 15343–15345[8] J.I. Ahuir-Torres et al. Surface & Coatings Technology 259 (2014) 408–414

[email protected]

PL2-12Nowe aktywne związki kompleksowe europu i terbu dla technik laserowych

Lidia Czyżewska1*, Renata Łyszczek2, Małgorzata Gil1, Anna Jusza3, Janusz Pędzisz1, Ryszard Piramidowicz3, Paweł Mergo1

1 Pracownia Technologii Światłowodów, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Pl. Skłodowskiej 3, 20-031 Lublin

2 Zakład Chemii Ogólnej i Koordynacyjnej, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Pl. Skłodowskiej 3, 20-031 Lublin

3 Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Wydział Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

Obserwowany w ostatnich latach intensywny rozwój nowych metod syntezy chemicznej pozwala na opraco-wanie nowych typów związków chemicznych. Na szczególną uwagę zasługują tutaj związki kompleksowe pier-wiastków ziem rzadkich. Dzięki opracowaniu nowych rodzajów związków organicznych pełniących w związ-kach kompleksowych rolę ligandów zyskały one nowe funkcjonalności.W pracy przedstwiono nowe rodzaje związków kompleksowych europu i terbu. Wykonane charakterystyki optyczne potwierdziły ich aktywność optyczną. Przeprowadzone badania termograwimetryczne potwierdziły wysoką odpornośc termiczną co umożliwia ich wykorzystanie jako aktywne związki bazowe dla technologii materiałów aktywnych użytecznych w technikach laserowych. Na rysunku 1 przedstawiono zdjęcie przykłado-wych wytworzonych związków kompleksowych europu i terbu oświetlonych promieniowaniem UV. Na rysun-ku 2 przedstawiono przykładowe widma wzbudzeniowe i emisyjne.

Rys. 1. Luminescencja wytworzonych związków komplek-sowych europu (po prawej) i terbu (po lewej) oświetlo-

nych promieniowaniem UV

Rys. 2. Przykładowe widma wzbudzeniowe i emisyjne wytworzonych związków kompleksowych europu i terb

[email protected]


PL2-13Pomiar szumów ultraniskoszumnych źródeł prądowych do zasilania laserów

Arkadiusz Hudzikowski1, Aleksander Głuszek1, Frank K. Tittel2

1Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław2Rice University, 6100 Main St, 77005 Houston, Teksas, Stany Zjednoczone

W wielu aplikacjach, w tym spektroskopii laserowej, do zasilania laserów stosuje się ultraniskoszumne źró-dła prądowe [1]. Pomiar parametrów takiego źródła, a w szczególności jego szumów, wymaga stosowania specjalizowanych rozwiązań układowych oraz technik przetwarzania sygnałów. W tej pracy przedstawiamy rozwiązania układowe pozwalające zmniejszyć szumy toru pomiarowego i prądy upływu. Układy te nadają się zarówno do pomiaru bezpośredniego, jak i użycia metody korelacji wzajemnej pozwalającej na ograniczenie wpływu szumów toru pomiarowego na uzyskany wynik [2].Zastosowanie kilku topologii stopni wzmacniających w jednym torze oraz odzielnych bloków zasilają-cych umożliwia zmniejszenie szumów poniżej 0.7 nV/ na wejściu układu i pomiar szumów prądowych o wartościach od 15 pA / w bardzo szerokim paśmie. Całkowita separacja torów pomiarowych pozwala na efektywne wykorzystanie korelacji wzajemnej i eliminację większości szumów wprowadzanych przez tor pomiarowy (rys. 1).

Rys. 1. Schemat toru pomiarowego: a) pomiar bezpośredni, b) pomiar metodą wzajemnej korelacji

Referencje:[1] F. Tittel, A. Gluszek, A. Hudzikowski, L. Dong, C. Li, P. Patimisco, A. Sampaolo, V. Spagnolo, J. Wojtas; “Re-cent advances of mid–infrared compact, field deployable sensors: principles and applications”, Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-8864, (2016).[2] F. Crupi, G. Giusi, C. Ciofi;” Enhanced Sensitivity Cross-Correlation Method for Voltage Noise Measure-ments”, IEEE Transaction On Ins. and Meas., vol. 55, no. 4 (2006).

[email protected]

PL2-14Aktywne polimery dla technologii aktywnych światłowodów polimerowych

Paweł Mergo1*, Renata Łyszczek2, Małgorzata Gil1, Anna Jusza3, Lidia Czyżewska1 Janusz Pędzisz1, Jarosław Kopeć1, Ryszard Piramidowicz3

1 Pracownia Technologii Światłowodów, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Pl. Skłodowskiej 3, 20-031 Lublin

2 Zakład Chemii Ogólnej i Koordynacyjnej, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Pl. Skłodowskiej 3, 20-031 Lublin

3 Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Wydział Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

Obserwowany w ostatnich kilku latach wzrost zainteresowania światłowodami polimerowymi przyczynia się do opracowania nowych materiałów dla tego typu włokien. Dzięki niskiej temperaturze przetwarzania oraz właściwościom umożliwjającym domieszkowanie polimerów na etapie wytwarzania preformy jak też świa-tłowodów polimerowych po ich wytworzeniu materiały polimerowe wydają się być bardziej atrakcyjne od znanych obecnie szkieł aktywnych.W pracy przedstawiono właściwości optyczne i termiczne wytworzonych aktywnych materiałów polimero-wych na bazie polimetakrylanu metylu domieszkowanych kompleksowymi związkami europu i terbu. Przed-stawiono wpływ składu mieszaniny polimeryzacyjnej na właściwości optyczne i termiczne wytworzonych polimerów. Otrzymane wyniki potwierdziły możliwośc wykorzystania wytworzonych polimerów w techno-logii aktywnych światłowodów polimerowych. Na rysunku 1 przedstawiono zdjęcie wytworzonego polimeu domieszkowanego aktywnym kompleksowym związkiem europu. Na rysunku 2 przedstawiono zdjęcie jego luminescencji po oświetleniu promieniowaniem UV.

Rys. 1. Zdjęcie wytworzonej kształtki polimerowej domieszkowanej aktywnym związkiem kompleksowym europu

Rys. 2. Luminescencja wytworzonego polimeu po oświetleniu promieniowaniem UV

Praca została częściowo sfinansowana z funduszy projektu: TRIPOD - People Programme (Marie Curie Ac-tions) of the European Union’s Seventh Framework Programme FP7/2007 2013/ under REA grant agreement n° 608382.

[email protected]


PL2-15Nanosrebro w technologii diod laserowych

Elżbieta Dąbrowska, Marian Teodorczyk, Konrad Kiełbasiński, Andrzej Maląg

Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, 01-919 Warszawa, Wólczyńska 133

W procesach montażu diod laserowych w ITME zastosowano nanosrebro w kilku obszarach technologii, w szczególności :- pokrywanie – srebrzenie elementów chłodnic i podkładek,- lutowanie podkładki (heat spreader) do chłodnicy, - jako jeden z materiałów przy wytwarzaniu podkładek nowego typu, - pastach przewodzących używanych przy pomiarach charakterystyk diod laserowych. Opracowane w ITME pasty zawierają proszek srebra o uziarnieniu od 4-100 nm. Zaletami tych past jest między innymi:- niska temperatura spiekania, ok. 300oC, w porównywalna z temperaturą lutowia z litego srebra (około 850oC) - znacząco wyższe- zbliżone do przewodnictwa litego Ag- przewodnictwo elektryczne i cieplne. Nanoziarna srebra mają bardzo wysoką energię powierzchniową umożliwiającą spiekanie ich w temperatu-rach ok. 300oC bez wspomagania fazy ciekłej (stopionego szkliwa). Po spieczeniu (wypaleniu), w warstwie obecna jest wyłącznie faza srebra, a adhezja pomiędzy ziarnami orazmiędzy warstwą a podłożem jest zapewniona dzięki energii powierzchniowej nanoziaren srebra. Nośnik orga-niczny, obecny w paście umożliwia naniesienia warstwy na podłoże przy pomocy np. sitodruku i ulega spale-niu w czasie spiekania warstwy. Własności te pozwalają na wykonanie pokryć srebrowych chłodnic i podkładek (heat spreader) w stosun-kowo prosty sposób. Zastąpiono, w szczególności, dotychczas stosowane złocenie podkładek wykonanych z różnych kompozytów nakładaniem i wypalaniem pasty z nanoproszku srebra.Wysoka energia potencjalna nanoziaren Ag pozwala na zastosowanie past do technologii trwałego łączenia podkładek z chłodnicami. Stosowane w tej operacji urządzenie do precyzyjnego lutowania firmy FineTech umożliwia znaczny nacisk na powierzchnię lutowanego elementu, stąd jest wykorzystywany do lutowania podkładki do chłodnicy wg specjalnie opracowanej procedury. Tak przygotowany układ: chłodnica - podkład-ka daje gwarancję skutecznego odprowadzania ciepła z pracującej diody. Dlatego też w technologii montażu wprowadzono oddzielne lutowanie: w pierwszej kolejności podkładki do chłodnicy przy pomocy past opar-tych na nanoproszku srebra i następnie do takiej „kanapki” lutowywany jest chip laserowy przy pomocy lu-towia indowego. Taka kolejność pozwala, w warunkach laboratoryjnych, na wielokrotne używanie chłodnicy z przylutowaną podkładką, a tym samym na duże oszczędności przy testowaniu nowych materiałów i rozwią-zań konstrukcyjnych. Nanosrebro wykorzystywane zostało jako jeden z komponentów w kompozytach przeznaczonych na pod-kladki dopasowującej CTE (heat spreader). Zastosowano je również, jako składnik past termoprzewodzących o wysokim współczyniku przewodzenia ciepła, stosowanych do mocowania chłodnicy w układzie aktywnego chłodzenia diody laserowej.

[email protected]

PL2-16Laserowy detektor aerozoli biologicznych

Miron Kaliszewski, Maksymilian Włodarski, Jarosław Młyńczak, Zbigniew Zawadzki, Monika Mularczyk-Oliwa, Aneta Bombalska, Krzysztof Kopczyński

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Rozwój cywilizacji, ciągły wzrost zagrożeń bakteriologicznych wymusza potrzebę rozwoju nowych technik szybkiej detekcji drobnoustrojów chorobotwórczych skażających powierzchnie, wodę i powietrze, w środowi-sku życia człowieka. Obecnie najczęściej stosowanymi metodami wykrywania i identyfikacji drobnoustrojów są metody hodowlane lub identyfikacja za pomocą technik molekularnych. Pomimo bardzo wysokiej wia-rygodności wyniku, metody te są praco- i czasochłonne, a w pobieranych próbkach nie zawsze znajduje się poszukiwany materiał biologiczny. Laserowo wzbudzona fluorescencja (LIF – Laser Induced Fluorescence) jest jedną z metod umożliwiających wykrywanie potencjalnych skażeń biologicznych w czasie rzeczywistym. Naturalnie występujące w organi-zmach żywych białka, porfiryny i witaminy wykazują fluorescencję pod wpływem promieniowania UV. W IOE WAT opracowane zostało urządzenie optoelektroniczne umożliwiające analizę czystości mikrobiologicznej powietrza. Niewątpliwą zaletą jest ciagły tryb pracy, bez użycia odczynników chemicznych i bez wcześniej-szego przygotowania. Wyniki pomiarów prezentowane są na ekranie w czasie rzeczywistym. Wykorzystanie tych systemów do stałego monitoringu pyłkowego lub czystości mikrobiologicznej sal operacyjnych, może znacząco obniżyć zarówno ryzyko rozprzestrzeniania chorobotwórczych drobnoustrojów jak zminimalizować niedogodności związane z alergiami poprzez szybkie wykrywanie okresów pylena roślin.

Rys. 1. Widok elementów detektora. Przekrój układu detekcyjnego

Zadanie zrealizowane w ramach projektu POIG.05.01.00-00-013/12-00, zadanie nr. 3 projektu „Rozwój Kla-stra Centrum Inżynierii Biomedycznej” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Progra-mu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

[email protected]


PL2-17Wielospektralny skaner laserowy w ochronie i monitoringu środowiska

Mirosława Kaszczuk, Zygmunt Mierczyk, Marek Zygmunt, Tadeusz Drozd, Andrzej Gawlikowski, Andrzej Gietka, Marcin Jakubaszek, Piotr Knysak, Andrzej Młodzianko, Michał Muzal,

Roman Ostrowski, Wiesław Piotrowski, Jacek Wojtanowski

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul.S. Kaliskiego 2; 00-908 Warszawa

Wielospektralny skaner laserowy jest nowoczesnym urządzeniem optoelektronicznym, umożliwiającym ana-lizę wybranych obszarów przestrzeni, w oparciu o technikę lidarową. W technice lidarowej (LIght Detection and Ranging) pomiarom podlega wielkość sygnału echa optycznego, będącego skutkiem oddziaływania pro-mieniowania laserowego z materią, a także czas upływający pomiędzy chwilą wyemitowania promieniowa-nia, a momentem detekcji sygnału. Czas ten pozwala na wyznaczenie miejsca występowania analizowanego obiektu w przestrzeni, natomiast wielkość sygnału powrotnego niesie ze sobą informacje dotyczące charak-terystyki analizowanego ośrodka. Zródłem promieniowania w skanerze laserowym są trzy diody półprzewodnikowe, o długościach fali gene-rowanego promieniowania: 850nm, 905nm oraz 1550nm. Promieniowanie to jest za pomocą optycznego układu nadawczego odpowiednio kształtowane oraz przekazywane na układ skanowania. Układ ten ma za za-danie kierowanie generowanych impulsów laserowychw konkretne miejsca przestrzeni, umożliwiając punkt po punkcie, badanie zadanego terenu. Wysłane promieniowanie, wskutek oddziaływania z materią, odbijane jest od obiektów znajdujących się w pasie skanowania, tworząc echo optyczne. Sygnał powrotny zbierany jest przez optyczny układ odbiorczy, a następnie kierowany do układu przetwarzania i akwizycji danych. Ana-liza zgormadzonych danych z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania pozwala na stworzenie cy-frowych map terenu DEM (Digital Elevation Model). Dodatkowo, w oparciu o stworzoną dla celów skanera laserowego bazę danych sygnatur reflektancyjnych, możliwa jest klasyfikacja, identyfikacja, a nawet analiza własności materiałów stanowiących pokrycie badanego terenu. W ten sposób wykreślone zostają cyfrowe mapy pokrycia terenu DSM (Digital Surface Model). Zarówno model terenu, jak i jego pokrycia mogą być przedstawione w postaci map dwu-, jak i trój-wymiarowych.Wielospektralny skaner laserowy umożliwia wieloaspektową analizę stanu środowiska naturalnego oraz jego komponentów. Możliwe jest m.in. badanie wilgotności oraz stanu gleby, szacowanie poziomu wegetacji, cha-rakterystyka roślin, określanie parametrów jakościowych i ilościowych zbiorowisk roślinnych, a także panują-cych stresów środowiskowych, czy nawet chorób. Długoterminowe badania zapewniają podstawę do analizy przemian struktury biotycznych i abiotycznych elementów ekosystemów. Umożliwia to prowadzenie skutecz-nego monitoringu środowiska, a także opisanie występujących w nim zjawisk, wraz z określeniem ich dynami-ki i tendencji. Szczególnie tyczy się to miejsc oddziaływania rozmaitych czynników negatywnie wpływających na całość, lub poszczególne elementy składowe (głównie biotop oraz fitocenozę). W przypadku pojawienia się negatywnych zjawisk, badania pozwalają na diagnozowanie ognisk patologii oraz wyznaczanie kierunków ich rozprzestrzeniania się. W przypadku zaistnienia klęsk żywiołowych, dane z profilometru mogą stanowić pod-stawę do analizy zagrożenia, oszacowania rodzaju i wielkości szkód, a także pomóc w podejmowaniu decyzji dotyczących zapobiegania, lub minimalizowania dalszych negatywnych efektów.

[email protected]

PL2-18Baza danych charakterystyk reflektancyjnych materiałów dla celów lotniczego skaningu laserowego

Mirosława Kaszczuk, Zygmunt Mierczyk

Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul.S. Kaliskiego 2; 00-908 Warszawa

Baza danych charakterystyk reflektancyjnych materiałów powstała na potrzeby wielospektralnego skanera laserowego, skonstruowanego w Instytucie Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej. Opracowanie bazy danych wymagało zebrania, przygotowania, przebadania oraz zanalizowania podstawowych typów sub-stancji i materiałów, które mogą stanowić elementy pokrycia terenu. Materiał badawczy do pomiarów został tak dobrany, aby obejmował rozmaitego rodzaju substancje oraz materiały, różnego stopnia złożoności składu oraz budowy, wraz z uwzględnieniem zarówno materiałów nieożywionych, w tym naturalnych (piaski, ka-mienie, ziemia, minerały itp) oraz antropogenicznych (beton, asfalt, cegła, eternit, kostka brukowa itp.), jak i ożywionych (liście i igły drzew i krzewów, rośliny zielne, mech, itp.). Dodatkowo pomiary każdego materiału wzbogacone zostały o uwzględnienie różnego rodzaju czynników mogących wnosić zmiany w wartości reflek-tancji badanych materiałów. Wśród czynników tych główny nacisk położono na: formę i postać substancji, strukturę powierzchni materiału, zawartość głównych składników, obecność składników stanowiących do-mieszki, wilgotność próbki.Wszystkie pomiary wykonane zostały przy użyciu spektrometru Lambda 900 firmy Perkin Elmer, wyposażo-nego w 150mm sferę integracyjną PELA 1001 Downward Viewing. Taka konfiguracja aparatury pomiarowej umożliwiała pomiar reflektancji całkowitej, rozproszonej oraz wyznaczenie wartości odbicia zwierciadlanego. Wartości reflektancji analizowane były w zakresie spektralnym 200-2500nm, z ustalonym krokiem wynoszą-cym 5nm. Zastosowana procedura badawcza pozostaje w zgodzie z wymogami normy NO-10-A504:2011. W celu sprawdzenia poprawności wyników, w oparciu o certyfikowane standardy reflektancyjne przeprowa-dzona została walidacja metody pomiarowej.

Rys. 1. Przykładowe widma reflektancyjne wybranych materiałów

Uzyskane wyniki w postaci widm reflektancyjnych różnych ośrodków zostały zebrane i posegregowane. Szcze-gółowo zanalizowane zostały wartości reflektancji dla trzech wybranych długości fali: λ1 = 850nm, λ2 = 905nm, λ1 = 1550nm, a następnie obliczone zostały wartości stosunków sygnałów: 850nm/1550nm, 905nm/1550nm oraz 850/905nm. Wszystkie informacje charakteryzujące każdy materiał zostały zebrane w bazie danych i sta-nowiły podstawę do rozpoznania, klasyfikacji, identyfikacji, a także głębszej analizy materiałów stanowiących elementy pokrycia terenu dla wielospektralnego skanera laserowego.

[email protected]


PL2-19Wpływ przygotowania powierzchni na współczynnik absorpcji promieniowania laserowego

Piotr Kurp, Zygmunt Mucha, Krystian Mulczyk, Ryszard Gradoo, Paweł Trela

Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce Al. 1000-lecia P.P. 7

Absorpcja promieniowania laserowego przez powierzchnię materiału jest istotną kwestią dla obróbki lase-rowej. Szczególnie przy takich rodzajach obróbki jak hartowanie czy kształtowanie laserowe, które to jest przedmiotem badań w CLTM PŚk. W tych przypadkach wiązka laserowa nie jest skupiona w małym punkcie, ale na ogół jest ona rozogniskowana lub jest to wiązka prostokątna naświetlająca duży obszar elementu. Od wysokości współczynnika absorpcji zależy zatem ilość energii dostarczonej do elementu, a co za tym idzie efektywność procesu laserowej obróbki.Z bilansu wymiany ciepła przez promieniowanie pomiędzy dwoma modelowymi ciałami: szarym i doskonale czarnym, znajdującymi się w warunkach równowagi termicznej, wynika prawo Kirchhoffa. Mówi ono, że dla każdej temperatury i częstości fali zdolność emisyjna (emisyjność) ciała jest równa jego absorpcyjności przy tej samej temperaturze i identycznej częstości fali: en = An gdzie: en=E’n/E’cn - emisyjność; E’n - strumień energii emitowanej przez ciało na częstości n; E’cn - strumień energii emitowanej przez ciało doskonale czarne na tej samej częstości n i przy identycznej temperaturze; An - współczynnik absorpcji (absorpcyjność) ciała dla promieniowania o częstości n. Z prawa Kirchhoffa wynika więc, że absorpcyjność ciał zależy od tych samych czynników co emisyjność. Spośród nich jako najważniejsze można wymienić następujące: długość fali, czę-stość promieniowania, rodzaj materiału, stan powierzchni, kierunek padania, temperatura.Autorzy niniejszego opracowania zbadali dysponując laserem CO2 współczynnik absorpcji dla obróbki stali X5CrNi18-10 wiązką laserową prostokątną o wymiarach 20x2 mm oraz parametrach pracy lasera P=200W i V=200mm/min, dla różnych rodzajów przygotowanej powierzchni próbki:a. powierzchnia bez przygotowania (polerowana), b. powierzchnia po oksydowaniu w piecu (wyżarzanie do temperatury 500°C, wytrzymanie w piecu przez godzinę i powolne stygnięcie w piecu do osiągnięcia tem-peratury otoczenia), c. powierzchnia po rozwinięciu poprzez piaskowanie, d. powierzchnia pokryta szkłem wodnym, e. powierzchnia pokryta emalią czarną matową.Współczynnik absorpcji został określony metodą kalorymetryczną na podstawie wskazań temperatury obra-bianej powierzchni. Przykładowe wykresy zmian temperatury w zależności od rodzaju powierzchni przedsta-wiono na Rys. 1.

Rys. 1. Zmiana temperatury w zależności od rodzaju przygotowanej powierzchni P=200W, ν=200mm/min, prostokątna wiązka laserowa 20x2 mm

PodziękowaniaBadania przedstawione w niniejszym artykule zostały dofinansowane w ramach grantu badawczego Narodo-wego Centrum Badań i Rozwoju (Nr PBS3/A5/47/2015).

[email protected]

PL2-20Optoelektroniczne detektory pary wodnej

Paweł Magryta1, Jakub Nowak2, Tadeusz Stacewicz1, Szymon P. Malinowski2, Bendix Petersen3, Bartłomiej Seredyński1, Adam Wiśniewski1

1Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydz. Fizyki, Uniwersytet Warszawski, Pasteura 5, 02093 Warszawa2Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 7, 02093 Warszawa

3Department of Physics, Humboldt-Universität zu Berlin, Newtonstr. 15,12489 Berlin, Germany

Para wodna zawarta w atmosferze wywiera ogromny wpływ na procesy pogodowe i klimat. Aby je poznać wykonu-je się lotnicze pomiary rozkładu bezwzględnej wilgotności powietrza. Wiążą się z tym dwa problemy. W przypadku dolnych warstw atmosfery występują znaczne stężenia molekuł H2O i znaczne ich gradienty, często na obszarach rzędu pojedynczych metrów. Higrometr przeznaczony do pomiarów w samolocie, który zazwyczaj porusza się z prędkością 50 – 200 m/s, powinien charakteryzować się więc czasem odpowiedzi rzędu 0,01 s. Z kolei w górnych warstwach atmosfery, koncentracja pary wodnej jest niewielka, zatem wilgotnościomierz powinien być jak najbar-dziej czuły. Do zastosowań tych dobrze nadają się sensory optoelektroniczne.

Rys. 1. Schematy higrometrów optoelektronicznych: a) o czasie reakcji ~10 ms; b) ultraczułego, wykorzystującego SSWO

W ramach realizowanego przez nas projektu do badań w dolnych warstwach atmosfery skonstruowany został ultra-szybki wilgotnościomierz o czasie reakcji ok. 10 ms i zdolności do pomiaru granicznej koncentracji NGR = 2·1015 cm-3 (rys. 1a). Koncentrację cząsteczek H2O w powietrzu wyznacza się za jego pomocą w oparciu o pomiar absorp-cji światła lasera jednomodowego, precyzyjnie dostrojonego do maksimum linii absorpcyjnej cząsteczki H2O (λ = 1364,6598 nm). Do stabilizacji długości fali lasera posłużono się referencyjną komórką z parą wodną. Użyto amplitudowej modulacji wiązki lasera. Sygnały z fotodiod PD2 (mierzącej natężenie światła wchodzącego do ukła-du pomiarowego) i PD3 (po przejściu drogi około 50 cm w powietrzu) rejestruje się za pomocą przetwornika analo-gowo – cyfrowego TiePie HS5 oprogramowanego, jako detektor fazowy. Drugi wilgotnościomierz - wysokiej czułości, wykorzystuje Spektroskopię Strat we Wnęce Optycznej (SSWO – rys.1b). Użycie jednomodowego lasera półprzewodnikowego dostrojonego do maksimum linii absorpcyjnej o długości fali λ = 1392,5357 nm i przekroju czynnym σ = 4·1020 cm2 daje możliwość wyznaczania granicznej koncentracji H2O około NGR = 1012 cm-3 przy ciśnieniu normalnym. Ze względu na wzrost przekroju czynnego na absorpcję wraz ze spadkiem ciśnienia (efekt poszerzenia zderzeniowego) czułość ta dla większych wysokości jest jeszcze lepsza. Jednym z problemów jest tutaj zafałszowanie wyników pomiarów przez cząsteczki pary wodnej uwalniające się ze ścia-nek urządzenia. Aby tego uniknąć zastosowano komorę SSWO z poprzecznym przepływem powietrza. Ponieważ czas przelotu strugi przez urządzenie jest znacznie krótszy od czasu pionowej dyfuzji cząsteczek, szansa pojawienia się w ob-szarze wiązki laserowej molekuł pary wodnej oderwanych od ścianek komory jest zaniedbywalnie mała.Praca wykonana w ramach Projektu Badawczego finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (ID 170927).

[email protected]


PL2-21Zastosowanie laserów kaskadowych do detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery

Marcin Miczuga, Krzysztof Kopczyński

Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Szybki wzrost poziomu produkcji przemysłowej, jaki obserwowany jest na przestrzeni ostatnich lat oraz wyko-rzystanie w jej trakcie coraz większej liczby i ilości gazów przemysłowych w znacznym stopniu przyczynia się do emisji do atmosfery dużych ilości szkodliwych gazów. Emisja ta jest największym źródłem zanieczyszczeń powietrza i jest główną przyczyną gwałtownego wzrostu skażenia atmosfery ziemskiej toksycznymi gazami.Wykrywanie i identyfikacja rodzaju oraz pomiar poziomu zanieczyszczeń gazowych powietrza wymagaja sto-sowania szybkich i czułych systemów pomiarowych. Systemy takie powinny umożliwiać pomiar poziomu ska-żenia atmosfery w czasie rzeczywistym i charakteryzować się możliwością ciągłej, długoterminowej i bezob-sługowej pracy. Na przestrzeni ostatnich lat obserwuje się coraz szersze wykorzystanie do detekcji i pomiaru stężenia gazów systemów, w których jako źródło promieniowania IR wykorzystuje się przestrajane kwantowe lasery kaskadowe oraz komórki wieloprzejściowe [1]. Parametry dostępnych obecnie laserów kaskadowych [2] pozwalają na wykrycie praktycznie każdego ze znanych gazów. Systemy takie charakteryzują się czułoscią na poziomie pojedynczych ppt [3]. Ich konstrukcja oraz parametry techniczne umożliwiają budowę rozbu-dowanych systemów zdolnych do kompleksowego monitorowania poziomu skażenia atmosfery ziemskiej. Należy dodać, iż czułość tego typu systemów pozwala na detekcję izotopów gazów, a co z tym się wiąże na identyfikację źródeł pochodzenia wykrytych zanieczyszczeń gazowych. W pracy przedstawiono wykorzystanie przestrajanych kwantowych laserów kaskadowcych jako źródeł pro-mieniowania IR w systemie detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery. Głównymi elementami systemu, obok lasera, są: komórka wieloprzejściowa, detektor IR oraz układ sterowania i analizy. Rodzaj i licz-ba wykrywanych przez system gazów uzależniona jest od wymagań użytkownika. Zastosowanie laserów kaskadowych do detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery przedstawio-no na przykładzie monitorowania poziomu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego amoniakiem, tlen-kiem węgla oraz tlenkiem diazotu.

Praca została częściowo wykonana w ramach Projektu Badań Stosowanych Nr PBS1/B3/2/2012 pod tytułem: „Emitery i detektory podczerwieni nowej generacji do zastosowań w urządzeniach do detekcji śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

[1] M. Miczuga, K. Kopczynski, J. Pietrzak, R. Owczarek: Measuring system for detection and identification of hazardous chemicals, SPIE Proceedings Vol. 8703, Laser Technology 2012: Applications of Lasers, Editors: Wiesław L. Woliński; Zdzisław Jankiewicz; Ryszard S. Romaniuk, 87030E, 2013.[2] M. Bugajski, A. Wójcik-Jedliska: Kwantowe lasery kaskadowe - 20 lat historii i stan obecny, Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 11/2014, str. 10 - 17, 2014.[3] Z. Bielecki, J. Wojtas, T. Stacewicz: Zastosowanie laserów kaskadowych w układach do detekcji śladowych ilości gazów, Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 11/2014, str. 44 - 46, 2014.

[email protected]

PL2-22Układ przetwarzania sygnału dla spektroskopii strat we wnęce optycznej

Małgorzata Panek1, Marcin Chodnicki2, Arkadiusz Tkacz1, Sylwester Chojnowski1, Janusz Mikołajczyk1, Jacek Wojtas1

1Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa2Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa

Laserowa spektroskopia absorpcyjna (ang. Laser Absorption Spectroscopy) zajmuje się pomiarami ekstremalnie niskich stężeń substancji. Ze względu na dużą czułość oraz selektywność, układ ten może być zastosowany m.in. do detekcji skażeń chemicznych, monitorowania procesów technologicznych, wykrywania wycieków gazów w prze-myśle [1, 2] oraz do badania składu gazowego ludzkiego oddechu w procesie wykrywania chorób [3]. Jedną z naj-bardziej czułych metod LAS jest spektroskopia strat we wnęce optycznej (SSWO) [4]. W komunikacie przedstawiono możliwości wykorzystania technologii nazywanej szybkim prototypowaniem (ang. Rapid Prototyping) w procesie projektowania układów przetwarzania sygnałów dla SSWO. Technologia ta jest związana z projektowaniem i budowaniem układów, które umożliwiają uruchomienie i przetestowanie opracowanych algorytmów przed ostateczną ich implementacją w urządzeniu końcowym. W prototypowym układzie zastosowano moduł serii Discovery firmy ST Microelectronics z wbudowanym 32-bitowym mikrokon-trolerem ARM. Zaletą układu jest łatwa i niezawodna integracja z jednym z najbardziej popularnych pakietów obliczeniowych Matlab/Simulink. Umożliwia to generowanie kodu bezpośrednio z modelu obiektu Simulink bez konieczności zastosowania innego języka programistycznego. Dodatkowo, rozwiązanie to charakteryzuje się dużą wydajnością obliczeniową oraz umiarkowaną ceną. W ramach prowadzonych prac opracowano układ przetwarzania sygnałów dla SSWO. System ten umożliwia próbkowanie i przetwarzanie sygnału, wyznaczenie stężenia poszukiwanych gazów oraz archwizację danych. Rysunek nr. 1 przedstawia fotografię stanowiska laboratoryjnego.

Rys. 1. Stanowisko do przetwarzania sygnałów dla SSWO

[1] I. Linnerud, P. Kaspersen, T. Jaeger, Gas monitoring in the process industry using diode laser spectroscopy, Applied Physics B, September 1998, Volume 67, Issue 3, pp 297-305 [2] Chadi AbdAlrahman, Amir Khodabakhsh, Florian M. Schmidt, Zhechao Qu, Aleksandra Foltynowicz, Cav-ity-enhanced optical frequency comb spectroscopy of high-temperature H2O in a flame, OSA 2014, 2 June 2014, Vol. 22, No. 11 [3] Metrologia w medycynie, pod red. Andrzeja Michalskiego, Warszawa, Wydaw-nictwo WAT, 2011, ISBN 978-83-62954-00-1[4] Optoelektroniczny sensor ditlenku azotu – analiza i wymagania konstrukcyjne, pod red. Zbigniewa Bielec-kiegoi Tadeusza Stacewicza, Wydawnictwo WAT, Warszawa 2011, ISBN 978-83-62954-11-7

[email protected]

http://link.springer.com/journal/340


PL2-23Pomiary przemieszczeń płytek metalowych napędzanych przez impuls promieniowania laserowego

Joanna Radziejewska1, Wojciech Moćko1, Antoni Sarzyński2, Karol Jach2, Jan Marczak2, Krzysztof Czyż2, Antoni Rycyk2, Marek Strzelec2

1Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Pawińskiego 5B; 02-106 Warszawa2Instytut Optoelektroniki WAT, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Zastosowanie krótkich impulsów laserowych umożliwia badanie właściwości materiałów i warstw w warun-kach bardzo wysokiej szybkości deformacji, przekraczającej 106 s-1. Wykorzystywana jest w tym celu fala ude-rzeniowa (fala naprężeń), wytwarzana w wyniku oddziaływania z badanym materiałem impulsu laserowego o dużej energii. Tak wysokie szybkości deformacji nie są możliwe do osiągnięcia stosowanymi dotychczas me-todami. Badanie tych procesów wymaga jednak stosowania specjalnych systemów diagnostycznych. W pracy opisano metody diagnostyczne stosowane do badania oddziaływania fal uderzeniowych na badane płytki metalowe.Do wzbudzania fal naprężeń stosowano impuls promieniowania laserowego o energii do 1 J i czasie trwa-nia rzędu 10 ns. Badano m.in. płytki ze stali AISI304 o grubości ½ mm oraz miedziane o grubości 0.2 mm. W eksperymentach tego rodzaju badanie dynamiki zachodzących procesów może być wykonywane jedynie pośrednio przez rejestrację deformacji tylnej powierzchni obrabianej płytki. Rejestrację ruchu tej powierzchni wykonano za pomocą szybkiej kamery kadrowej w zakresie czasów do 30 µs oraz interferometru typu VISAR w zakresie czasów do 5 µs od początku impulsu laserowego.Na rysunku 1 zamieszczono wyniki pomiarów przemieszczenia tylnej powierzchni płytki stalowej o grubości 0.5 mm wykonane za pomocą interferometru typu VISAR.

Rys. 1. Wyniki pomiarów przemieszczenia tylnej powierzchni płytki stalowej za pomocą interferometru VISAR. a) obliczone położenie i prędkość; b) zarejestrowane sygnały interferometru; c) figury Lissajous

asarzyń[email protected]

PL2-24Mikroskop pracujący w zakresie „okna wodnego” z rozdzielczością 60nm na bazie laserowo-plazmowego źródła SXR i jego przykładowe aplikacje

P. W. Wachulak*1, A. Torrisi1, A. Bartnik1, L. Wegrzynski1, T. Fok1, H. Fiedorowicz1

1Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, Polska

Praca przedstawia mikroskop na zakres miękkiego promieniowania rentgenowskiego z zakresu spektralnego „okna wodnego” (długość fali 2.3-4.4 nm) opracowany na bazie laserowo-plazmowego źródła promieniowa-nia. Źródło to, oparte na azotowo-helowej dwustrumieniowej tarczy gazowej, emituje promieniowanie kwasi-monochromatyczne na długości fali λ = 2.88 nm. Mikroskop posiada elipsoidalny, wielowarstwowy kondensor do skupiania i spektralnej selekcji promieniowania polichromatycznego z plazmy. Jako obiektyw mikroskopu użyto płytkę strefową Fresnela. Mikroskop pozwala na obrazowanie z rozdzielczością przestrzenną 60 nm przy czasie ekspozycji wynoszącym kilka-kilkanaście sekund.

Rys. 1. CT 26 Mus musculus fibroblasty raka okrężnicy (szczep BALB/C) zobrazowane przy pomocy mikroskopów: na zakres widzialny (po lewej – VIS) i mikroskopu SXR (po prawej)

Podziękowania:Praca powstała dzięki projektom z Narodowego Centrum Nauki, umowa numer UMO-2015/17/B/ST7/03718, Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, program LIDER/004/410/L-4/12/NCBR/2013. Autorzy dziękują rów-nież za wsparcie z EU FP7 Erasmus Mundus Joint Doctorate Program EXTATIC numer FPA-2012-0033 oraz programu 7th Framework Programme’s Laserlab Europe IV (No. 654148). Podziękowania dla Dr. Martina Re-gehly’ego z Greateyes GmbH., Niemcy, za możliwość użycie ich kamery CCD w trakcie niektórych ekspery-mentów oraz dla J. Turnovej, S. Vondrowej, Prof. Mirosłavy Vrbowej, z Czeskiego Uniwersytetu Technicznego w Pradze za pomoc w przygotowaniu próbek komórkowych.

[email protected]


PL2-25Laserowe znakowanie materiałów metalowych stosowanych w medycynie

Tomasz Florian1, Andrzej Grabowski2, Maria Sozańska3

1Colop Polska Sp. z o.o., 41-902 Bytom ul. Smolenia 16 2Instytut Fizyki - CND, Zakład Fizyki Ciała Stałego, Politechnika Śląska

3Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Instytut Nauki o Materiałach,Politechnika Śląska, ul.Krasińskiego 8, 40-019 Katowice.

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu laserowej obróbki powierzchniowej na własności fizykoche-miczne powierzchni i warstwy przypowierzchniowej materialów metalowych takich jak stal austenityczna AISI316L, stop tytanu Ti6Al4V, stopy aluminium. Materiały te są wykorzystywane w medycynie zarówno jako materiały biomedyczne do pracy w środowisku tkanek (implanty) jak i do wytwarzania narzędzi chirur-gicznych czy elementów tzw. stabilizatorów zewnętrznych. W pracy zbadano wpływ czasu trwania i gęstości energii impulsu laserowego, szybkości skanowania na powstałe zmiany mikrostruktury, kontrastu optycznego, odporności na ścieranie, odporności korozyjnej badanych materiałów metalowych po obróbce znakowania laserowego.

Rys. (a) Obraz klamry stabilizatora zewnętrznego ze stali medycznej AISI316L po obróbce znakowania iterbowym laserem włóknowym o energii impulsu 1 mJ i czasie trwania impulsu 100 ns. (b) Obraz mikrostruktury powierzchni AISI316L

w obszarze znakowania, uzyskany skaningowym mikroskopem elektronowym pracującym w trybie elktronów wstecznie rozproszonych

[email protected]

PL2-26Analiza wad napawanej warstwy Stellite 694 na podłożu nadstopów niklu Inconel 738LC i 713C wytworzonej z użyciem wiązki lasera

Andrzej Gradzik1*, Jacek Nawrocki2, Grażyna Mrówka-Nowotnik1, Jan Sieniawski1

1Katedra Materiałoznawstwa: Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

2 Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego Politechniki Rzeszowskiej, ul. Żwirki i Wigury 4, 35-959 Rzeszów

Łopatki turbiny gazowej pracują w szczególnie trudnych warunkach oddziaływania wysokiej temperatury, środowiska gazów utleniających oraz dużych obciążeń mechanicznych. Miejsca styku półek pierścienia zewnętrznego turbiny są również narażone na zużycie ścierne. Stąd wytwarza się w nich warstwę ochronną o większej odporności na ścieranie w porównaniu do materiału podłoża – zwykle nadstopu niklu. Stosuje się metody napawania gazowego, elektrycznego oraz laserowego także metody natryskiwania plazmowego. Materiałem dodatkowym jest najczęściej stop kobaltu z wolframem i chromem o dobrej odporności na ście-ranie – Stellit. Warstwę wytwarza się na części łopatki o małym przekroju. Stąd wymagane jest prowadzennie procesu z dużą dokładnością. Zapewnia to uzyskanie dobrych właściwości użytkowych warstwy oraz zmniej-szenie liczby jej wad.W pracy przedstawiono charakterystykę wad napoiny Stellite 694 na podłożu nadstopów niklu Inconel 738LC i 713C wytwarzanej w procesie napawania laserowego. Napoiny wytworzono z użyciem lasera dyskowego Yb:YAG – TruDisk 1000 firmy TRUMPF, o mocy 1 kW. Materiał dodatkowy – proszek stopu Stellite 694, wpro-wadzano przez trzy otwory umieszczone w dyszy głowicy laserowej.W badaniach makro- i mikrostruktury napoiny stwierdzono występowanie pęcherzy gazowych spowodowane niedostateczną osłoną gazową ciekłego metalu w jeziorku napoiny oraz mikropęknięcia materiału podłoża. Brak przetopu materiału podłoża był najczęściej występującą wadą. Jego przyczynami była zwykle zbyt mała gęstość mocy promieniowania laserowego (< 30 kW/cm2) oraz przemieszczenie wiązki lasera w kolejnej ścież-ce napoiny (< 40% szerokości pojedynczej ścieżki).

Pracę wykonano w ramach realizacji projektu badawczego INNOLOT/I/7/NCBR/2013 finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju i Unię Europejską.

[email protected]


PL2-27Stan warstwy wierzchniej nadstopu niklu Inconel 718 po nagrzewaniu laserowym dla wspomagania procesu toczenia

Krzysztof Krupa1*, Witold Habrat2, Jan Sieniawski1 2

1Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego: Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

2Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji: Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

Nadstopy niklu cechujące się szczególnie dobrą żarowytrzymałością są powszechnie stosowane w technice lotniczej m.in. na łopatki i korpusy turbin oraz komory spalania. Wytwarzanie elementów i podzespołów kon-strukcji z z nadstopów niklu w procesach obróbki skrawaniem jest trudne ze względu na małą ich skrawalność. Spowodowana jest dużą twardością i wytrzymałością na ścinanie nadstopu nilklu oraz dużą skłonnością do reakcji z materiałem ostrza, także małą przewodnością cieplną i dużym umocnieniem warstwy wierzchniej przedmiotu obrabianego. Stąd opracowywane są metody poprawienia skrawalności tych materiałów. Przyję-to m. in. że wprowadzenie dodatkowej energii do strefy skrawania umożliwia poprawę skrawalności tej grupy materiałów. Wspomaganie procesu obróbki skrawaniem energią wiązki lasera wpływa na zmianę warunków fizycznych i chemicznych procesu oraz właściwości materiału obrabianego. Szczególnie dotyczy to poprawy plastyczności mikroobjętości strefy obróbki przez intensywne nagrzanie wiązką lasera. Stąd umożliwia zwięk-szenie wydajności procesu skrawania, obniżenie kosztów oraz uzyskanie wyrobów o dużej jakości. W prowadzonych badaniach ustalono wpływ mocy wiązki promieniowania laserowego w procesie nagrze-wania mikroobjętości nadstopu niklu w strefie skrawania oraz parametrów toczenia - prędkości obrotowej i prędkości posuwu na stan warstwy wierzchniej. Stosowano w badaniach nadstop niklu Inconel 718 po prze-sycaniu oraz umocnieniu wydzieleniowym - twardość 45 HRC. Do nagrzewania użyto laser diodowy TruDiode 3006 firmy TRUMPF o mocy 3 kW. Badania mikroskopowe były podstawą do charakterystyki mikrostruktu-ry w strefie oddziaływania ciepła wiązki lasera oraz analizy rozkładu twardości w funkcji odległości od po-wierzchni obrabianej. Określono także głębokość przetopienia i rozmiar strefy wpływu ciepła. Analiza uzyska-nych wyników będzie podstawą do ustalenia kryterium doboru parametrów skrawania w procesie toczenia nadstopu niklu Inconel 718 ze wspomaganiem laserowym.

[email protected]

PL2-28Selektywne spiekanie laserowe jedną z nowoczesnych technologii laserowej obróbki powierzchni

Małgorzata Musztyfaga-Staszuk

Katedra Spawalnictwa, ul. Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice

Przedstawiony w artykule przegląd wybranych pozycji literaturowych odnoszących się do dotychczasowych wyników badań teoretyczno-doświadczalnych procesu wytwarzania kontaktów elektrycznych ogniwa foto-woltaicznego wykazuje znikome przykłady dotyczące wytwarzania przedniej metalizacji nowoczesną, stoso-waną od niedawna w Polsce metodą selektywnego spiekania laserowego (ang. Selective Laser Sintering). Stąd też w artykule podjęto tą tematyką w celu oszacowania wpływu własności na jakość połączenia metalicznego elektrody z podłożem krzemowym. Przednią elektrodę ogniwa fotowoltaicznego wytworzono niekonwencjo-nalną metodą z wykorzystaniem wiązki laserowej (rys. 1) w celu zmniejszenia jej rezystancji. Określono w ten sposób wpływ tak wytworzonej elektrody przedniej na własności elektryczne ogniw fotowoltaicznych. Wyniki własnych badań pozwoliły na znalezienie odpowiedzi na następujące pytania badawcze:1. Jaka jest optymalna ziarnistość zastosowanego proszku srebra oraz optymalny skład pasty srebra do

uzyskania elektrody przedniej krzemowego ogniwa słonecznego metodą selektywnego spiekania lase-rowego?

2. Czy własności elektryczne elektrody ściśle zależą od udziału poszczególnych składników past lub prosz-ków z których są wykonywane?

3. Jaki wpływ wywiera stan powierzchni krzemowego podłoża (jego morfologia i warstwa antyrefleksyjna) oraz grubość nanoszonej warstwy metalicznej na wartość rezystancji złącza Si – Ag?

4. Czy mikroobróbka laserowa elementów krzemowych ogniw fotowoltaicznych z monokrystalicznego krzemu, w tym selektywne spiekanie laserowe elektrody przedniej do jego powierzchni, z użyciem lasera CO2 wpływa na poprawę jakości ogniwa, przez minimalizację rezystancji połączenia elektrody przedniej z podłożem?

Rys. 1. Urządzenie EOSINT M 250 Xtended wyposażone w laser CO2

[email protected]


PL2-29Przetwarzanie stopu magnezu AZ31 w technologii Selektywnej Laserowej Mikrometalurgii dla przyszłościowych aplikacji medycznych

Andrzej Pawlak1, Szymczyk Patrycja1, Ziółkowski Grzegorz1, Edward Chlebus1, Junka Adam Feliks2

1 Politechnika Wrocławska, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

2 Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Parazytologii, ul. Borowska 211, 50-556 Wrocław

Rozwój nowych technologii przetwórczych, wymusza ponowne przeanalizowanie nie stosowanych już ma-teriałów ze względu na ich , charakterystyki np. problemy przetwórcze, korozja, itp.. Nowe technologie po-zwalające a „projektowanie” właściwości mechanicznych poprzez odpowiednie sterowanie procesem wy-twórzczym otwierają nowe, szerokie możliwości zastosowania materiałów. Technologie przyrostowe, właśnie poprzez selektywne topienie cząstek proszku metalicznego, pozwalają na wytwarzanie nie tylko skompliko-wanych geometrii ale także osiąganie nowych właściwości materiałowych. Magnez i stopy na bazie magnesu są bardzo obiecującymi materiałami, dzięki wysokim wartościom wytrzy-małości specyficznej i ich obiecującym właściwościom biologicznym. Trudności przetwórcze i wysokie tempo korozji są głównymi powodami, dzięki którym stopy na bazie magnezu nie są tak powszechnie stosowane jak stopy na bazie tytanu, czy aluminium.Przeprowadzono badania nad stopem AZ31 przetwarzanym w technologii Selektywnej Laserowej Mikrome-talurgii (Selective Laser Melting – SLM). Prostopadłościenne próbki były wytworzone z różnymi zestawami parametrów, dobranymi według planu eksperymentu (Design of Experiments). Analiza porowatości przepro-wadzona za pomocą µCT i SEM, wykazały że wytworzone próbki są w pełni gęste. Analiza wariancji (ANOVA) pozwoliła na scharakteryzowanie wpływu zmiany wartości parametrów procesowych na porowatość materia-łu. Analiza mikrostruktury wykazała znaczne rozdrobnienie ziaren, które są powodem wyższych właściwości mechanicznych niż w przypadku materiału odlewanego.Przeprowadzono również badania biologiczne in vitro próbek wytworzonych w technologii SLM. Uzyskane wyniki pokazują, że stop AZ31 przetworzony w technologii SLM wykazuje wyższą biokompatybilność niż stop tytanu (Ti6Al4V), przetworzony w innej technologii przyrostowej (Electron Beam Melting) z powodzeniem stosowany w medycynie. Znacznie większa liczba osteoblastów została namnożona na powierzchni próbek ze stopu magnezu niż na próbkach tytanowych.Dotychczas osiągnięte wyniki są obiecujące. Obecnie optymalizowana jest technologia SLM, celem wytwa-rzania złożonych struktur geometrycznych. Prowadzone są dalsze badania biologiczne nad rozpuszczalnośćią i tworzeniem biofilmu bakteryjnego na powierzchni próbek, na wypadek zastosowania obiektów ze stopu AZ31 wytworzonych w technologii SLM na implanty, szczególnie wszczepy tkanek kostnych.

[email protected]

PL2-30Jakość cięcia laserowego stali o podwyższonej granicy plastyczności

Agnieszka Rzeźnikiewicz

Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Katedra Spawalnictwa, ul. Konarskiego 18a, Gliwice

Wzrastające wymagania przemysłu w zakresie jakości i powtarzalności produkowanych wyrobów przyczyniają się do rozwoju różnych technologii spawalniczych, w tym również procesów cięcia. Cięcie metali jest opera-cją technologiczną, od której najczęściej zaczyna się cały proces wytwarzania elementów maszyn i urządzeń. Wybór metody cięcia zależy od wymagań stawianych przez konstruktora danego elementu oraz możliwości technicznych, tj. rodzaju i grubości ciętego materiału, jakości cięcia, tolerancji wymiarowych, odchyłki prosto-padłości, prędkości cięcia czy kształtu wycinanego elementu oraz od czynników ekonomicznych, do których zalicza się koszt inwestycji, koszt eksploatacji, efektywność procesu i stopień wykorzystania urządzenia.Celem badań było porównanie wpływu procesu cięcia laserowego na jakość powierzchni ciętej stali o podwyż-szonej granicy plastyczności (S460M, S690Q, S700MC oraz S890Q) o grubości 15 mm. Dodatkowo wykonano badania wpływu zmiany parametrów cięcia laserem na jakość powierzchni stali S700MC oraz porównanie wy-ników z próbką przeciętą parametrami zalecanymi przez producenta. Oceny jakości powierzchni ciętych lase-rem badanych stali o grubości 15 mm dokonano na podstawie normy PN-EN ISO 9013:2008 „Cięcie termiczne, klasyfikacja cięcia termicznego, specyfikacja geometrii wyrobu i tolerancja jakości”. Ocenie poddano średnią wysokość profilu (Rz) oraz tolerancję prostopadłości lub nachylenia (u) powierzchni cięcia. Średnią wysokość profilu Rz5 zmierzono również za pomocą laserowego konfokalnego mikroskopu skaningowego. Ponieważ o jakości cięcia laserowego, oprócz cech geometrycznych powierzchni, świadczy również szerokość strefy wpływu ciepła i jej własności, zmierzono szerokość stref wpływu ciepła oraz twardość powierzchni ciętych.

[email protected]


PL2-31Przetwarzanie metali wysokotopliwych technologią selektywnej laserowej mikrometalurgii proszków (SLM) na przykladzie wolframu

Irina Smolina, Jarosław Kurzac, Robert Dziedzic, Tomasz Kurzynowski, Edward Chlebus

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Technologie addytywne, w szczególności metoda selektywnej laserowej mikroletalurgii (SLM), pozwala na ksztął-towanie skomplikowanych geometrii oraz przetwarzanie materiałów o wysokiej temperaturze topnienia. Wyko-rzystanie technologii SLM do przetwarznia metali wysokotopliwych poszerza obszar aplikacyjny w wielu gałęziach przemysłu takich jak: przemysł lotniczy i kosmiczny, energetyczny, medyczny oraz militarny. Wśród dużego grona metali wysokotopliwych znajduje się wolfram i jego stopy (Ttopn 3422°C). Najczęściej stosowaną metodą kształto-wania części ze stopów wolframu jest spiekanie połączone z przeróbka plastyczną. Technologia ta posiada szereg ograniczeń związanych z możliwościami kształtowania geometrii gotowego elementu. Wykorzystanie lasera włóknowego w technologii SLM zapewnia dostarczenie wysokiej gęstości mocy, w zupełności wystarczającej do przetapiania proszku metalu wysokotopliwego w obszarze skupienia wiązki lasera [1 - 3]expen-sive or is sometimes impossible with the current available techniques (drilling, milling or electric discharge machi-ning. Jednak wysoka szybkość chłodzenia charakterystyczna dla procesu SLM (rzędu 103-108 Ks-1 [4]), połączona z niekorzystnymi własnościami cieplnofizycznymi wolframu skutkuje powstaniem wielu defektów objętościowych, wśród których najważniejsze to otwarta porowatość, delaminacja oraz pęknięcia na granicy ziaren.W pracy przedstawiono możliwość przetworzenia proszku czystego wolframu metodą selektywnej laserowej mikrometalurgii oraz wpływ parametrów procesu na strukturę materiału.

Rys. 1. (a) proszek czystego wolframu użyty do procesu SLM, frakcja <63 µm; (b) binaryzacja obrazu powierzchni XY próbki testowej po SLM do analizy porówatości (<15%); (c) mikrostruktura, mikroskop konfokalny płaszczyzna XZ

Literatura:[1] K. Deprez, S. Vandenberghe, K. Van Audenhaege, J. Van Vaerenbergh, and R. Van Holen, “Rapid additive manufacturing of MR compatible multipinhole collimators with selective laser melting of tungsten powder.,” Med. Phys., vol. 40, no. 1, p. 012501, Jan. 2013.[2] X. Zhou, X. Liu, D. Zhang, Z. Shen, and W. Liu, “Balling phenomena in selective laser melted tungsten,” J. Mater. Process. Technol., vol. 222, pp. 33–42, 2015.[3] D. Faidel, D. Jonas, G. Natour, and W. Behr, “Investigation of the selective laser melting process with molybdenum powder,” Addit. Manuf., vol. 8, pp. 88–94, Oct. 2015.[4] D. Gu, Y.-C. Hagedorn, W. Meiners, G. Meng, R. J. S. Batista, K. Wissenbach, and R. Poprawe, “Densifica-tion behavior, microstructure evolution, and wear performance of selective laser melting processed com-mercially pure titanium,” Acta Mater., vol. 60, no. 9, pp. 3849–3860, May 2012.

[email protected]

PL2-32Wpływ mocy lasera na głębokość penetracji oraz geometrię ścieżki skanowania w technologii selektywnej laserowej mikrometalurgiiWojciech Stopyra, Jarosław Kurzac, Konrad Gruber, Tomasz Kurzynowski, Edward Chlebus

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji

Technologia selektywnej laserowej mikrometalurgii (ang. Selective Laser Melting – SLM) należy do grupy przy-rostowych metod wytwarzania - przedmiot wytwarzany jest poprzez miejscowe dodawanie materiału - oraz podgrupy systemów z ang. powder bed, w których cienka warstwa proszku nakładana jest w przestrzeni ro-boczej urządzenia. Następnie proszek przetapiany jest za pomocą wiązki lasera po ścieżkach składających się na strategię skanowania. Po przeskanowaniu przekroju elementu na danej warstwie, platforma obniża się i nakładana jest kolejna wartwa proszku. Schemat powtarzany jest do momentu, w którym przetopiony zo-stanie ostatni przekrój części. Technologi SLM pozwala na wytwarzanie w pełni funkcjonalnych przedmiotów z proszków metali oraz ceramiki, o gęstości rzeczywistej powyżej 99,9%.Na jakość wytwarzanych przedmiotów w metodzie SLM wpływa ponad 100 parametrów, które podzielić moż-na na stałe oraz zmienne. Za parametry stałe przyjmuje się te, których wartość przed procesem wytwarzania powinna zostać zdefiniowana oraz utrzymana w odpowiednim, wąskim zakresie. Parametry te to głównie: skład chemiczny i morfologia proszku, zawartość tlenu w atmosferze ochronnej procesu czy temperatura podgrzewania płyty roboczej.W metodzie SLM wyróżnia się 5 głównym parametrów zmiennych, których optymalny zestaw pozwala wytwarzać elementy bez wad (pory, pęknięcia) oraz z zadowalajacą wydajnośćią. Parametry te to: moc lasera, odległość pomiędzy punktami skanowania, czas skanowania punktu, odlegość pomiędzy liniami skanowania, grubość warstwy. W celu opracowania technologii SLM wykowywane są bada-nia wstępne z ograniczoną ilością parametrów. Badania te w zależności od potrzeb to: test cienkich ścianek lub pojedynczych skanów liniowych.

Rys. 1. Ścieżka skanowania a) w płaszczyźnie XY, b) w przekroju XZ

W niniejszej pracy przedstawiono wpływ mocy lasera na głębokość penetracji oraz geometrię ścieżki ska-nowania w metodzie SLM. W trakcie badania zastosowano cztery moce lasera, od 100 do 400W ze skokiem 100W, siedem prędkości skanowania (iloraz odległości pomiędzy punktami i czasu skanowania). Do ekspery-mentu wykorzystano tytanową płytę roboczą (3.7035 - grade 2), która skanowana była laserem włóknowym o długości fali świetlnej 1080 nm. Dla każdej ścieżki zmierzona została : głębokość penetracji wiązki lasera oraz szerokość i wysokość powstałej ściżki.

[email protected]


PL2-33Laserowe spawanie nakładek irydowo platynowych na elektrody świec zapłonowych

Bogdan Antoszewski, Szymon Tofil

Katedra Inżynierii Eksploatacji i Przemysłowych Systemów Laserowych, Centrum Laserowych Technologii Metali, Politechnika Świętokrzyska, Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań modelowych oraz technologicznych spawania nakładek irydo-wo platynowych na elektrody świec zapłonowych. Warianty technologii spawania obejmowały różne sposoby przygotowania materiałów oraz wykorzystanie różnych laserów Nd:YAG (Rofin BLS 720 oraz Rofin Integral). Wyniki prób technologicznych weryfikowano poprzez ocenę metalograficzną złączy. Próby eksploatacyjne przy zasilaniu biogazem przeprowadzono dla wybranych wariantów spawania.Osiągnięto trwałość świec na poziomie 3000 godzin.

Rys. 1. Z lewej widok zgładu metalograficznego elektrody centralnej po spawaniu, z prawej widok szczeliny międzyelektro-dowej w świecy zapłonowej po eksploatacji na stanowisku badawczym

Podziękowanie:Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR) numer umowy PBS1/B5/13/2012

[email protected]

PL2-34Opracowanie procesu laserowego wtapiania proszku renu w podłoże z CP-Ti Gr2

Karol Kobiela, Robert Dziedzic, Irina Smolina, Patrycja Szymczyk, Edward Chlebus

Politechnika Wrocławska: Wydział Mechaniczny, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Celem prowadzonych badań było opracowanie technologii laserowego stopowania proszkiem renu warstwy wierzchniej substratu ze stopu czystego technicznie tytanu (CP-Ti G2), która pozwoli uzyskać warstwę o powtarzal-nej geometrii, charakteryzującą się zakładanym i powtarzalnym składem chemicznym na całej jej powierzchni oraz specjalnymi właściwościach mechanicznych. Do procesu stopowania wykorzystywy został laser diodowy z głowicą umożliwiającoą osiowo ciągłe podawanie proszku do miejsca obróbki substratu.W trakcie prowadzonych prac dobrano i zweryfikowano parametry procesu (moc, gęstość mocy lasera, pręd-kość skanowania i podawania materiału) według kryterium poprawności cech geometrycznych uzyskanych warstw stopowanych renem, tj.: głębokości wtopienia, szerokości pojedynczej napoiny / warstwy stopowa-nej, głębokości strefy wpływu ciepła.Weryfikacyjne badania kontrolne zostały wykonane dla pojedyńczych ściegów, analizowano wyniki zarówno geometrii, mikrostruktury jak i właściwości mechanicznych, a dobrane w tych próbach parametry procesu zostały wykorzystane do prób wytworzenie pełnych monolitycznych warstw.

Rys. 1. Mikrostruktura charakterystycznych obszarów na przekroju poprzecznym pojedynczej ścieżki warstwy stopowej na CP-Ti G2:a) obszar wtopienia: komórkowo dendrytyczna mikrostruktura roztworu stałego β,b) strefa niewymieszana

między linią wtopienia i stopienia,c) strefa wpływu ciepła: gruboziarnista mikrostruktura roztworu stałego α, d) materiał stopowany: drobnoziarnista mikrostruktura roztworu stałego α

Wyselekcjonowane parametry procesu pozwalają uzyskać na podłożu czystego technicznie tytanu CP-Ti G2 warstwę stopową o grubości około 450 mm, zawartości około 33% wag. Re, mikrostrukturze umocnionego renem roztworu stałego β o twardości około 350 HV0,1, podniesionej odporności ściernej oraz odporności korozyjnej porównywalnym ze stopem Ti6Al7Nb i chropowatości wymagającej szlifowania tylko do szczegól-nych zastosowań.

[email protected]


PL2-35Emisyjno-absorpcyjna metoda zdalnego wykrywania par i gazów

Jan Kubicki, Krzysztof Kopczyński, Jarosław Młyńczak

Instytut Optoelektroniki WAT Kaliskiego 2, 01-476 Warszawa

W pracy przedstawiono analizę możliwości zdalnego wykrywania par i gazów o podwyższonej temperaturze, w której zgodnie z przedstawionym według prawa Boltzmanna wzorem

wzrasta obsadzenie wyższych poziomów energetycznych, prowadząc do emisji promieniowania o określonym widmie. Do widma tego jest oczywiście ściśle dopasowane widmo absorpcyjne tego samego gazu o odpo-wiednio niższej temperaturze. Dzięki temu, wstawiając odpowiednią przesłonę wzorcową z podejrzanego gazu przed detektor oświetlany promieniowaniem emitowanym z diagnozowanej przestrzeni o podwyższonej temperaturze (np. spaliny z ko-minów lub rur wydechowych samochodów), na podstawie amplitud sygnałów z detektora przy braku prze-słony i z nią, możemy określić czy taki gaz występuje w monitorowanej przestrzeni. Schemat proponowanego urządzenia do wykorzystania opisanej metody przedstawiono na rys.1 a realność możliwości wykorzystania opisanej metody została potwierdzona przez opisane w pracy eksperymenty, z których jeden polegający na badaniu spalin ze znicza, został przedstawiony na rys. 2.

Eksperymenty zostały następnie poszerzone o badanie gazów w komorze z kontrolowanym podgrzewaniem napełnianej odpowiednimi gazami. Wyniki pomiarów przedstawiono na wykresach i na ich podstawie wy-ciągnięto wnioski odnośnie realności wykonania urządzenia do zdalnego wykrywania szkodliwych związków chemicznych w gorących spalinach.

[email protected]

Rys. 1. Schemat proponowanego urządzenia Rys. 2. Widok układu eksperymentalnego

PL2-36Kontakty dla krzemowych ogniw słonecznych otrzymywane metodą laserowego wygrzewania i wtapiania past SILVER CON

Marian Teodorczyk1, Elżbieta Dąbrowska1, Olgierd Jeremiasz2, Konrad Krzyżak1, Andrzej Maląg1

1 Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa, Wólczyńska 1332 HELIOENERGIA Sp z o.o. Czerwionka Leszczyny, Rybnicka 69

W procesach otrzymywania krzemowych ogniw fotowoltaicznych kluczowym parametrem jest rezystancja kontaktów. Nie bez znaczenia jest również koszt wykonania tych kontaktów.W ITME, we współpracy z firmą HELIOENERGIA, opracowano technologię otrzymywania past na bazie nano-proszku srebra SILVER CON. Pasty zawierają proszek srebra o uziarnieniu od 4-100 nm. Zaletami tych past jest między innymi:- niska temperatura spiekania, ok. 300oC, - zbliżone do litego Ag, przewodnictwo elektryczne i cieplne.Wysoka energia potencjalna nanoziaren Ag w tych pastach pozwala na zastosowanie ich do technologii nisko-ohmowych kontaktów elektrycznych na podłożach Si. Dodatkowym atutem materiału jest możliwość selek-tywnego nakładania ogólnie dostępnymi technikami drukarskimi takimi jak: sitodruk, natrysk, ‘inject printing’.Opracowano kilkuetapową technologię selektywnego laserowego utwardzenia i wtapiania naniesionych past uzyskując ścieżki przewodzące o szerokości powyżej 100 μm przy użyciu lasera impulsowego 1060 nm. Nośnik organiczny, obecny w paście umożliwia naniesienia warstwy na podłoże i ulega spaleniu w czasie pierwszego etapu laserowego spiekania warstwy.

Rys. 1. Ścieżka z pasty nanoAg przetopionej Rys. 2. Ścieżka z pasty nanoAg przetopionej laserem 1060 nm - scan 3D laserem 1060 nm - wykresy geometrii powierzchni

Dotychczas proces ten prowadzony jest energo– i czasochłonnymi metodami termicznymi. Powstałe tą meto-dzą warstwy miały rezystywność 1.6x10-2 Ω/, przewodność właściwą 6.9x106 S/m (dla porównania - srebro metaliczne: 63x106 S/m). Zmierzono również rezystancję złącza Si-Ag. Parametry złącza są porównywalne z rezystancją złącz wykonanych tradycyjnymi metodami stosowanymi w technologii ogniw słonecznych.

[email protected]


INDEKS AUTORÓW

A Abramski, K. M. RC3-1, RW2-3, RC3-5 PL1-1, PL1-10, PL1-5,PL1-10, PL1-16, PL1-17, PL1-28

Adamiak, M. PL1-29

Adjei, D. J. RW3-1, ,

Anders, K. PL1-33

Antończak, A. A. RS2-1, , PL2-5

Antoszewski, B. RS3-4 , PL2-33

Ayele, M. RW3-1, ,

B Badziak, J. RS1-2, ,

Baraniecki, T. RS2-2 ,

Barbucha, R. PL2-2

Bartnik, A. RW3-1, RW3-3, RW3-4 , PL1-14, PL2-24, PL1-34

Belghachem, N. RC3-3 ,

Belka, R. , PL2-11

Benson, T. M. RC3-2 ,

Beres-Pawlik, E. , RC3-2, RP2-4 ,

Berkowski, M. , RC3-4 ,

Bielecki, Z. RP2-1, RP2-3 ,

Bieliński, D. , , PL2-8

Bogdanowicz, Z. , RC1-4 ,

Bogusławski, J. , , PL1-1, PL1-10

Bombalska, A. , RP1-4 , PL2-16

Bortnowski, P. , PL1-33

Boruc, Ł , PL1-35

Brojek, W. , , PL1-8

Budzyń, G. , RP1-6 , PL1-11

C Cenian, A. , RC1-3 , PL2-2

Cenian, W. , RC1-3 ,

Chlebus, E. , RS3-1, RS3-2, RS3-3 , PL1-25, PL2-3, PL2-10, PL2-29, PL2-31, PL2-32, PL2-34

Chmielewska, D. , RS2-4 ,

Chodnicki, M. , , PL2-22

Chodukowski, T. , RW3-3 ,

Chojnowski, S. , , PL2-22

Chrobak, G. , RW2-4 ,

Ciuryło, R. , RP2-2 ,

Costello, J. T. , PL1-34

Cygan, A. , RP2-2 ,

Czupryński, A. , , PL1-29, PL1-31

Czyż, K. , RS2-4 , PL1-7, PL1-15, PL2-1


Czyżewska, L. , , PL2-12, PL2-14

Czyżewski, A. , RC3-3 ,

D Danielewski, H. , RS3-4 ,

Daszczuk, G. , , PL1-27

Dąbrowska, E. , RS1-5 , PL2-15

Dąbrowski, A. , RS1-5 ,

Dobrzyńska, M. , RC1-2, RC1-5 ,

Dorosz, D. , PL1-36, PL1-37

Drozd, T. , RC2-2 , PL2-17

Dudzik, G. , RC3-5 , PL1-17

Dybała, B. , , PL1-25, PL2-10

Dziedzic, R. , RS3-2 , PL2-3, PL2-31, PL2-34

EF Fiedorowicz, H. RW3-1, RW3-3, RW3-4 , PL1-14, PL2-24, PL1-34

Florian, T. , , PL2-25

Fok, T. RW3-1, RW3-3, RW3-4 , PL1-14

Furniss, D. , RC3-2 ,

G Galas, J. , RC3-3 ,

Gawełda, W. RW1-2, ,

Gawlikowski, A. , , PL2-17

Gębski, M. , , PL1-6

Giemza M. , , PL1-35

Gietka, A. , RC1-2, RC1-5 , PL1-22, PL2-17

Gil, M. , , PL2-12, PL2-14

Głowacki, M. , RC3-4 ,

Głuszek, A. , RP2-5 , PL2-13

Gorajek, Ł. F. , , PL1-12

Górka, J. , , PL1-30, PL1-31

Grabowski, A. , , PL2-25

Gradoo, R. , , PL2-19

Gradzik, A. , , PL2-26

Gruber, K. , RS3-1, RS3-3 , PL2-32

Gryko, Ł. RC1-1, ,

H Hackiewicz, K. , ,

Hossa, R. , RP2-4 ,

Hudzikowski, A. , RP2-5 , PL2-13

J

Jabczyński, J. K. , , PL1-21

Jach, K. , , PL1-7, PL2-23

Jakubaszek, M. , , PL2-17

Janaszek, B. , , PL1-4, PL1-13, PL1-19, PL1-26, PL1-33

Janicki, D. , , PL1-31

Jankiewicz, Z. RW1-1, ,

Janulewicz, K. RS1-1, ,

Jarocki, R. RW3-1, RW3-4 ,

Jeleń, P. , PL1-36

Jeżowski, A. , RC3-4 ,

Jędrzejewska-Szczerska, M. , RC1-3 ,

Józwik, M. , RP1-5 ,

Junka, A. F. , , PL2-29

Jusza, A. , , PL2-12, PL2-14

K Kaśków, M. , , PL1-18

Kaczmarek, P. , , PL1-5, PL1-16, PL1-17

Kalinowska, Z. , RW3-3 ,

Kaliszewski, M. , RP1-4 , PL2-16

Kałuzińska, K. , , PL2-8

Kampen van, P. , PL1-34

Kasińska, J. , RS3-4 ,

Kasprzycka, W. , , PL1-24

Kaszczuk, M. , , PL2-17, PL2-18

Kelly, T. J. , , PL1-34

Kęczkowska, J. , , PL2-11

Kieliszczyk, M. , , PL1-19, PL1-33

Kiełbasiński, K. , , PL2-15

Kisielewski, J. , RC3-3 ,

Klein, M. , , PL2-2

Knysak, P. , RC2-3 , PL2-17

Kobiela, K. , , PL2-3, PL2-34,

Kochanowicz, M. , PL1-36, PL1-37

Komar, J. , RC3-4 ,

Kopczyński, K. RC2-1, RC3-3, RP1-2, RP1-4 , PL2-16, PL2-35

Kopeć, J. , , PL2-14

Korzeniewska, E. , , PL2-8

Kostecki, J. RW3-1, RP1-4 ,

Kotowski, P. , RC1-2 , PL1-22

Kowalczyk, M. , , PL1-28


Kowzan, G. , RP2-2 ,

Kozacki, T. RP1-1, ,

Kozioł, P. , RS2-2 ,

Kozlova, M. , RW3-4 ,

Krajewska, A. , , PL1-1

Krupa, K. , , PL2-27

Krysiński, R. , , PL1-33

Krzempek, K. , , PL1-20

Kużnicka, B. , ,

Kubicki, J. , RP1-2 , PL2-35

Kujawińska, M. , RC2-4, RP1-5 ,

Kurp, P. , RS3-5 ,

Kurzac, J. , RS3-1, RS3-2, RS3-3 ,

Kurzynowski, T. , RS3-1, RS3-2 , PL2-10, PL2-31, PL2-32

Kuźnicka, B. , RS3-1, RS3-2 ,

Kwaśny, M. , RP1-4 , PL1-22, PL1-23

Kwiatkowski, J. , RW1-3 , PL1-21

L Lewandowski, R. , RC1-2, RC1-5 ,

Lisak, D. , RP2-2 ,

Litwin, D. , RC3-3 ,

Liżewski, K. , RP1-5 ,

Ł Łapiński, M. P. , RC1-2, RC1-4, RC1-5 ,

Łapka, P. , RC2-4 ,

Ławniczak-Jabłońska, K. , , PL1-14

Łęcka, K. , , PL2-5

Łyszczek, R. , , PL2-12, PL2-14

M Magryta, P. RP2-1, RP2-3 , PL2-20

Major, R. , , PL2-1

Maląg, A. , RS1-5 , PL2-15

Malesa, M. , RC2-4 ,

Malinowski, S. P. , , PL2-20

Malowany, K. , RC2-4 ,

Mamajek, M. , , PL1-8, PL1-9

Marciniak, M. , , PL1-6

Marczak, J. , RS2-4, RC1-4, RC2-4 , PL1-7, PL1-15, PL2-23

Masłowski, P. , RP2-2 ,

Mergo, P. , , PL2-12, PL2-14

Michalska, M. , , PL1-2, PL1-8, PL1-9

Miczuga, M. , , PL2-21

Mierczyk, J. , RP1-2 ,

Mierczyk, Z. RC2-1, RC2-2, RC2-3, RP1-2, RP1-3 , PL1-22, PL2-17, PL2-18

Mikołajczyk, J. RP2-1, RP2-3 , PL2-22

Miluski, P. , PL1-36, PL1-37

Mizeraczyk, J. , , PL2-4

Młodzianko, A. , , PL2-17

Młyńczak, J. , RC3-3, RP1-2 , PL2-16, PL2-35

Mossakowska-Wyszyńska, A. , , PL1-3

Mroczyński, R. , , PL1-4, PL1-13, PL1-26

Mrówka-Nowotnik, G. , , PL2-26

Mucha, Z. , RS2-5, RS3-5 , PL2-19

Mularczyk-Oliwa, M. , RP1-4 ,

Mulczyk, K. , RS2-5, RS3-5 , PL2-16

Musztyfaga-Staszuk, M. , , PL2-28

Muzal, M. , RP1-3 , PL2-17

N Nakwaski, W. , , PL1-6

Naurecka, M. , , PL1-23

Nawrocki, J. , , PL2-26

Nefedova, V. , RW3-4 ,

Nejbauer, M. , RW2-2 ,

Nejdl, J. , RW3-4 ,

Nowak, J. , , PL2-20

O Ostrowski, R. , , PL1-7, PL1-15, PL2-1, PL2-17

Osuchowska, P. , RC1-4 ,

P Padzik-Graczyk, A. , , PL1-24

Pajewski, Ł. , RP2-4 ,

Panek, M. , RP2-3 , PL2-22

Pasternak, I. , , PL1-1, PL1-5, PL1-10, PL1-10

Pawlak, A. , , PL1-25, PL2-29

Pawlak, R. , RS2-3 , PL2-6, PL2-7, PL2-8

Pawliszewska, M. , , PL1-5

Peterka, P. , , PL1-5

Petersen, B. , , PL2-20

Pędzisz, J. , , PL2-12, PL2-14

Piechowski, L. , RC1-3 ,

Piekarski, R. , , PL1-4, PL1-19, PL1-33

Pijanowski, K. , , PL1-6


Piotrowski, W. , RP1-3 , PL2-17

Piramidowicz, R. , , PL1-19, PL2-12, PL2-14, PL1-33

Pisarczyk, T. , RW3-3 ,

Pisarska, J. , PL1-37

Pisarski, W. , PL1-37

Piskorski, Ł. , RS1-4 ,

Płonek, T. , , PL2-5

Podżorny, T. , RP1-6 , PL1-11

Popenda, M. , RP2-4 ,

Prokopiuk, A. RP2-1, ,

Przewolka, A. , , PL1-5

R Radzewicz, C. , RW2-2 , PL1-14

Ragiń, T. , PL1-36, PL1-36

Romaniuk, R. , RS1-3 ,

Romiszewska, A. , , PL1-24

Ruta, Ł. , , PL2-9

Rybak, Z. , , PL1-8

Ryba-Romanowski, W. , RC3-4 ,

Rycyk, A. , RS2-4 , PL1-7, PL1-15, PL2-1, PL2-17, PL2-23

Rzepka, J. , RC3-5, RP1-6 , PL1-11

Rzeźnikiewicz, A. , , PL2-30

SSaber, I. RW3-1, RW3-3 ,

Sakr, H. , RC3-2 ,

Sarzała, R. P. , RS1-4 , PL1-6

Sarzyński, A. , RS2-4, RC1-4 , PL1-15, PL2-1, PL2-23

Sawczak, M. , RC1-3 , PL2-2,

Seddon, A. , RC3-2 ,

Seredyński, B. , , PL2-20

Sęk, P. , , PL2-11

Siciński, M. , , PL2-8

Sitarz, M. , PL1-36, PL1-37

Sieniawski, J. , , PL2-26, PL2-27

Siejak, E. , , PL1-33

Sierakowski, B. , , PL1-23

Skórczakowski, M. , , PL1-27

Skrzeczanowski, W. , RW3-3 , PL1-7, PL1-15, PL1-34

Smolina, I. , , PL2-3, PL2-31, PL2-34

Sobczak, G. , RS1-5 ,

Soboń, G. RC3-1, RW2-3, , PL1-1, PL1-5, PL1-10, PL1-16

Sojka, L. , RC3-2 ,

Sokół, A. K. , RS1-4 ,

Solarz, P. , RC3-4 ,

Sotor, J. RC3-1, RW2-3, , PL1-1, PL1-5, PL1-10, PL1-16, PL1-28

Sozańska, M. , , PL2-25

Stacewicz, T. RP2-1, RP2-3 , PL2-20

Stachowiak, D. , , PL1-17

Stano, S. , , PL1-30

Stawska, H. , RP2-4 ,

Stepanenko, Y. RW2-1, RW2-2 , PL1-14

Stępak, B. , , PL2-5

Stępień, R. , RC3-3 ,

Stępińska, M. , RC1-2, RC1-5 ,

Stopyra, W. , RS3-3 , PL2-32

Strupiński, W. , , PL1-1, PL1-5, PL1-10

Strzelec, M. , RS2-4, RC1-4 , PL1-7, PL1-15, PL2-1, PL2-23

Sujecki, S. , RC3-2 ,

Szabra, D. RP2-1, ,

Szczepanek, J. , RW2-2 ,

Szczepański, P. , , PL1-3, PL1-4, PL1-13, PL1-26

Szczurek, A. RW3-1, ,

Szczurek, M. RW3-1, ,

Szklarek, R. , , PL2-6

Sznelewski, P. , , PL1-8

Szymańczyk, J. , RC1-3 ,

Szymańska, J. RC1-1, ,

Szymczyk, P. , , PL1-25, PL2-3, PL2-10, PL2-29

Ś Świderski, J. , , PL1-2, PL1-8, PL1-9,

Świerczyński, R. , , PL1-7, PL1-15

T Tang, Z. , RC3-2 ,

Tański, M. , , PL2-4

Tarka, J. , , PL1-10

Teodorczyk, M. , RS1-5 , PL2-15

Tittel, F. K. , RP2-5 , PL2-13

Tkacz, A. , , PL2-22

Tkaczyk, J. , RP1-6 , PL1-11

Tofil, S. , , PL2-33

Tomczyk, M. , RS2-3 , PL2-6, PL2-7, PL2-8

Torrisi, A. RW3-1, , PL2-24

152 | Sympozjum Techniki Laserowej STL 2016

Traczyk, M. , RC2-3 ,

Trafny, E. A. , RC1-2, RC1-4, RC1-5 ,

Trela, P. , , PL2-19

Trusiak, M. , RP1-5 ,

Tyszka-Zawadzka, A. , , PL1-13, PL1-26

U Ul Ahad, I. RW3-1,

V Voznesenskiy, N. , RP1-5

W Wachulak, P. W. RW3-1, RW3-3, RW3-4 , PL1-14, PL2-24, PL1-34

Walczak, M. , RS2-3 , PL2-7, PL2-8, PL2-9

Walczakowski, M. , RS2-2 ,

Wąż, A. , , PL1-16, PL1-17

Wcisło, P. , RP2-2 ,

Węgrzyński, L. , RW3-1, RW3-3, RW3-4 , PL1-14

Widłaszewski, J. , RS3-5 ,

Wilczek, P. , , PL2-1

Wiśniewski, A. , , PL2-20

Witoński, P. , , PL1-3

Włodarski, M. , RP1-4 , PL2-16

Wnuk, P. , RW3-1, , PL1-14

Wojtanowski, J. , RC2-2 , PL2-17

Wojtas, J. , RP2-1, RP2-3 , PL2-22

Woliński, W. , RW1-1, ,

Wójtewicz, S. , RP2-2 ,

Wubetu, G. A. , , PL1-34

Wychowaniec, M. , RC3-3 ,

Z Zaborowski, M. , RP2-2 ,

Zając, A. , RC1-1, , PL1-36

Zawadzki, Z. , , PL2-16

Ziółkowski, G. , , PL1-25, PL2-10, PL2-29

Zowczak, W. , RS3-4 ,

Zygmunt, M. , RC2-2, RC2-3, RP1-3 , PL2-17

Ż Żendzian, W. , , PL1-18, PL1-21

Żmojda, J , PL1-36, PL1-37

Żuk, M. , , PL1-31

harmonogram - ioe.wat.edu.pl · książka abstraktów instytut optoelektroniki wojskowa akademia...

Documents