Laserové a optické technologie

Skupina se dlouhodobě zabývá pokročilými přístupy a aplikacemi zaměřenými na různé oblasti aplikované optiky. Hlavní zaměření je na návrhy, analýzy, design a výrobu nestandardních optických prvků a systémů (jak zobrazovacích tak nezobrazovacích), např. optických systémů fluorescenčních detektorů určených pro výzkum kosmického záření. K tomu účelu jsou vyvíjeny a využívány optické technologie (inovace klasických technologií pro opracování tvrdých a velmi tvrdých materiálů, zvláště skel) - hrubé a jemné broušení, leštění, nové přístupy opracování povrchu skel založené na subaperturních metodách. V souvislosti s tím jsou rozvíjeny také metody syntézy a analýzy tenkých vrstev a povrchů. 
 
Schopnosti vyrábět ultralehká zrcadla velkých rozměrů skupina využila např. na Observatoři Pierra Augera (PAO) umístěné v Argentině (viz např. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. Sec. A 2010, 620, 227). Úspěch PAO vyústil v angažmá skupiny v mezinárodní kolaboraci CTA – Cherenkov Telescope Array – kde skupina vyvíjí měřicí systémy a metody hodnocení kvality výroby a opotřebení vzorků zrcadel poskytnutých potenciálními dodavateli optických teleskopů jako detektorů kosmického záření (Astropart. Phys. 2013, 43, 3). Jelikož oba zmíněné projekty spoléhají na pozorování sekundárních jevů v atmosféře, jsou fluorescenční vlastnosti atmosféry rovněž v centru pozornosti skupiny (Astropart. Phys. 2013, 42, 90). Potřeba dlouhodobého sledování úrovně oblačnosti a optického pozadí noční oblohy vyústila v návrh a konstrukci specializované autonomní celooblohové kamery. Kamery byla instalovány na kandidátských lokacích observatoří CTA (po čtyřech v USA a Argentině, po jedné v Chile, Namibii, na Kanárských ostrovech a v Mexiku) a jsou také součástí řídícího systému Observatoře Pierra Augera v Argentině.
Skupina se také podílí na dalších úkolech s aplikacemi v průmyslu (např. zařízení sledující v reálném čase barevné značení na pružinách v rámci výrobní linky firmy v automobilovém průmyslu nebo výzkum a optimalizace optického systému pro sledování kvality příze během její produkce). Angažmá skupiny v kolaboracích PAO a CTA vyústila ve spoluautorství několika desítek publikací v časopisech registrovaných na Web of Science. V těchto kolaboracích tým úzce spolupracuje se skupinou astročásticové fyziky Fyzikálního ústavu AV ČR. 

V oblasti vlastností materiálů se skupina zaměřuje zejména na analýzu mechanických a tribologických vlastností na malých škálách v využitím moderního vybavení a metod. Ve většině případů je práce inspirována jak vědeckou zvědavostí tak technologickými cíli. Jsou testovány různé druhy materiálů včetně tenkých vrstev a povrchů (keramiky, kovy, nanokompozity) (Surf. Coat. Technol. 2011, 205, 3372, Surf. Coat. Technol. 2011, 205, 4052, Surf. Coat. Technol. 2012, 206, 3580), povrchu připravené depozicí z plazmatu (Ceramics Int. 2010, 36, 2155), monokrystaly (Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 082906) a jiné objemové materiály. Provádějí se nanoindentace s detekcí hloubky a scratch testy při pokojové teplotě nebo při teplotách zvýšených až na 500 °C. Za zmínku stojí, ža naše skupina je jediná v ČR a jedna z mála ve světě, která disponuje zkušenostmi s vysokoteplotními měřeními nanomechanických vlastností na mikro/nano škále. V případě tenkých vrstev a povrchů jsou mechanické charakteristiky korelovány s parametry depozičního procesu a poskytují tak úplný popis studovaných materiálů. Kromě toho lze studovat teplotní stabilitu tenkých vrstev a jejich mechanických vlastností. Zejména byl systematicky studován potenciál tvrdých vrstev SiCN (Surf. Coat. Technol. 2014, 240, 76) a super-tvrdých vrstev B4C. Výzkum zabývající se tenkými vrstvami a povrchy byl realizován ve spolupráci v Ústavem pro problémy materiálových věd při Ukrajinské akademii věd. Ve spolupráci s Polytechnickým institutem a státní univerzitou ve Virginii (USA) byla vyvinuta modifikované neizotermální nanoindentační metoda, která umožnila přímou detekci negativní tuhosti feroelektrických materiálů při Curieově teplotě a kvantifikaci negativní tuhosti bez nutnosti zásahu do struktury materiálu. Proveditelnost této in-situ metody byla demonstrována na monokrystalu triglycinsulfátu.

V oblasti laserových technologií se skupina zabývá zejména svařováním nerezových plechů pomocí Nd:YAG laseru s měnitelnými parametry, jejichž vliv je zkoumán na řezech vzorků pomocí laserové skenovací mikroskopie. Bly vyvinut numerický model pulsního svařování v software SYSWELD s cílem odhadnout množství absorbované energie (Metallurg. Mater. Trans. B 2010, 41, 1108; Metallurg. Mater. Trans. B 2014, 45, 1116). Možnost on-line monitorování svařovacího procesu byla zkoumána jak na našem systému Nd:YAG tak i na průmyslovém kontinuálním CO2 laseru u partnera LAMBRO 92 a.s. Byl vyvinut software LWM (Laser welding monitor) využívající data z UV spektrometru (J. Mater Eng. Perf. 2012, 21, 764). Numerický model umožňuje optimalizovat parametry tavení povrchu a byl testován na reálných vzorcích u partnera MATEX PM, Plzeň, přičemž modifikace povrchu byla vyhodnocena pomocí kontaktní profilometrie. Vedle těchto hlavním témat se skupina zabývá kapalinou-asistovaným popisováním křemíku laserem, nepřímým značením skel a interakcí laseru s nanočásticemi. Rovněž byl prováděn výzkum šíření a tvarování laserových svazků s extrémní energií (ve spolupráci s projektem ELI a průmyslovými partnery).

Nejnovější publikace skupiny

  • Azamat, DV; Badalyan, AG; Romanov, NG; Savinov, M; Hrabovsky, M; Jastrabik, L; Dejneka, A; Yakovlev, DR; Bayer, M: Spin echo studies on Fe3+ ions in GaN: Spin-phonon relaxation and ligand hyperfine interactions, Appl. Phys. Lett. 117 (3) 32106 (2020).
  • Nozka, L; Brandt, A; Cerny, K; Hrabovsky, M; Komarek, T; Krizek, F; Mandat, D; Milovanovic, M; Rijssenbeek, M; Schovanek, P; Sykora, T; Urbasek, V; Zatloukal, J: Performance studies of new optics for the time-of-flight detector of the AFP project, Opt. Express 28 (13) , 19783 - 19796 (2020).
  • Sir, M; Lichner, L; Kmec, J; Furst, T; Vodak, R: Measurement of saturation overshoot under grass cover (vol 85, pg 613, 2020), Biologia 75 (6) UNSP 851 (2020).
  • Malacari, M; Farmer, J; Fujii, T; Albury, J; Bellido, JA; Chytka, L; Hamal, P; Horvath, P; Hrabovsky, M; Mandat, D; Matthews, JN; Nozka, L; Palatka, M; Pech, M; Privitera, P; Schovanek, P; Smida, R; Thomas, SB; Travnicek, P: The first full-scale prototypes of the fluorescence detector array of single-pixel telescopes, Astropart Phys. 119 102430 (2020).
  • Beake, B; Ctvrtlik, R; Harris, AJ; Martin, AS; Vaclavek, L; Manak, J; Ranc, V: High frequency acoustic emission monitoring in nano-impact of alumina and partially stabilised zirconia, Mater. Sci. Eng. A-Struct. Mater. Prop. Microstruct. Process. 780 139159 (2020).

Nejnovější publikace kolaborace Pierre Auger Observatory (s přispěním zaměstnanců SLO)

  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P): Measurement of the cosmic-ray energy spectrum above 2.5 x 10(18) eV using the Pierre Auger Observatory, Phys. Rev. D 102 (6) 62005 (2020).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P): Features of the Energy Spectrum of Cosmic Rays above 2.5 x 10(18) eV Using the Pierre Auger Observatory, Phys. Rev. Lett. 125 (12) 121106 (2020).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P): Direct measurement of the muonic content of extensive air showers between 2x 1017 and 2x 1018 eV at the Pierre Auger Observatory, Eur. Phys. J. C 80 (8) 751 (2020).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P): Search for magnetically-induced signatures in the arrival directions of ultra-high-energy cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory, J. Cosmol. Astropart. Phys. (6) 17 (2020).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.): A 3-Year Sample of Almost 1,600 Elves Recorded Above South America by the Pierre Auger Cosmic-Ray Observatory, Earth Space Sci. 7 (4) UNSP e2019EA000582 (2020).

Skupina optických a laserových technologií

Jméno Role Místnosti TELEFON (++420 58 563 ....)
Ing. Petr Boháč CSc. vědecký pracovník
Ing. Petr Buchníček technik 229 1513
Mgr. Martin Čada Ph.D. vědecký pracovník 309 1557
RNDr. Hana Chmelíčková vědecký pracovník 227 1516
Mgr. Taras Chutora Ph.D.student
Mgr. Radim Čtvrtlík Ph.D. vědecký pracovník 219 1573
Mgr. Martina Havelková technik 228 1578
RNDr. Ing. Vítězslav Havránek technik 218 1680
RNDr. Helena Hiklová technik 228 1578
Mgr. Zdeněk Hubička Ph.D. vědecký pracovník 309 1557
RNDr. Lubomír Jastrabík CSc. vědecký pracovník
Ing. Martin Kittler technik 135 1506
Mgr. Jakub Kmec vědecký pracovník 303 1530
Mgr. Dušan Mandát Ph.D. vědecký pracovník 220 1686
Mgr. Stanislav Michal Ph.D.student / technik 135 1766
Mgr. Libor Nožka Ph.D. vědecký pracovník 216 1533
RNDr. Jiří Olejníček Ph.D. vědecký pracovník 309 1557
RNDr. Miroslav Palatka vědecký pracovník 227 1516
Mgr. Miroslav Pech Ph.D. vědecký pracovník 220 1686
Mgr. Lenka Říháková Ph.D. -
RNDr. Petr Schovánek vědecký pracovník / zástupce vedoucího SLO / vedoucí skupiny 225 1503
Mgr. Jan Šupík Ph.D.student 238 1677
Mgr. Alexander Tarasenko CSc. vědecký pracovník
Mgr. Jan Tomáštík Ph.D. vědecký pracovník 219 1573
RNDr. Petr Trávníček Ph.D. vědecký pracovník 246
doc. Mgr. Pavel Tuček Ph.D. administrativa
Ing. Drahoslav Tvarog Ph.D.student
Bc. Martin Učík student
Mgr. Lukáš Václavek Ph.D.student 303 1530
Mgr. Martin Vacula Ph.D.student 303 1530