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

  • Smid, P; Pavlicek, P; Kmec, J: Detection of decorative phase defects on a polymeric non-planar object, Polym. Test 109 107558 (2022).
  • Kociscak, J; Novak, P; Chmelickova, H; Prochazka, V: Properties of focusing polycapillary utilized in Fe-57 Mossbauer spectroscopy, Measurement 192 110842 (2022).
  • Pavlicek, P; Hiklova, H: Optically smooth and optically rough surface in the view of optical 3D sensors based on imaging, Appl. Optics 61 (5) , B215 - B224 (2022).
  • Azamat, DV; Badalyan, AG; Romanov, NG; Hrabovsky, M; Jastrabik, L; Dejneka, A; Yakovlev, DR; Bayer, M: Cross-relaxation interactions in ZnO:Mn2+: The ground state optical pumping, Appl. Phys. Lett. 120 (4) 41104 (2022).
  • Jusku, A; Tomastik, J; Vaclavek, L; Jirasek, P; Harvan, L; Holik, P; Ctvrtlik, R: Physical Properties of Modern Reciprocal Endodontic Systems and Fatigue Failure Testing in Simulated Clinical Conditions, Appl. Sci.-Basel 11 (23) 11160 (2021).

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.; Hamal, P.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P.): The FRAM robotic telescope for atmospheric monitoring at the Pierre Auger Observatory, J. Instrum. 16 (6) P06027 (2021).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Hamal, P.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P.): Extraction of the muon signals recorded with the surface detector of the Pierre Auger Observatory using recurrent neural networks, J. Instrum. 16 (7) P07016 (2021).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Hamal, P.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P.): Deep-learning based reconstruction of the shower maximum X(max)( )using the water-Cherenkov detectors of the Pierre Auger Observatory, J. Instrum. 16 (7) P07019 (2021).
  • Aab, A et al. (Chytka, L.; Horvath, P.; Hrabovsky, M.; Michal, S.; Nozka, L.; Supik, J.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Hamal, P.; Mandat, D.; Palatka, M.; Pech, M.; Schovanek, P.): Design and implementation of the AMIGA embedded system or data acquisition, J. Instrum. 16 (7) T07008 (2021).
  • 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 Fluctuations in the Number of Muons in Extensive Air Showers with the Pierre Auger Observatory, Phys. Rev. Lett. 126 (15) 152002 (2021).

Skupina optických a laserových technologií

Jméno Zařazení Místnost Telefon (++420 58 563 ...) ORCID Researcher ID
Ing. Petr Buchníček technik 229 1513, 1690
RNDr. Hana Chmelíčková vědecký pracovník 227 1516, 1532 0000-0001-7539-8090 G-5849-2014
Mgr. Radim Čtvrtlík Ph.D. vědecký pracovník 219 1573, 1514 0000-0003-1978-7029 G-5909-2014
Mgr. Martina Havelková technik 217 1578 0000-0002-1790-5223 G-6221-2014
Ing. Aneta Hrubantová Ph.D. student - - 0000-0002-0636-4134
Mgr. Zdeněk Hubička Ph.D. vědecký pracovník 309 1557 0000-0002-4051-057X H-1563-2014
Mgr. Vlastimil Jílek student 238 1677
Ing. Martin Kittler technik 135 1506 0000-0001-8514-8001 H-3116-2014
Mgr. Jakub Kmec vědecký pracovník 303 1530 0000-0003-0956-1114
Mgr. Dušan Mandát Ph.D. vědecký pracovník 220 1686 0000-0001-7748-7468 G-5580-2014
Mgr. Stanislav Michal Ph.D. student / technik 135 1766 0000-0001-6563-1573
Mgr. Libor Nožka Ph.D. vědecký pracovník 216 1533, 1695 0000-0002-8774-7099 G-5550-2014
Mgr. Jana Osičková Ph.D. student - -
RNDr. Miroslav Palatka vědecký pracovník 227 1516 0000-0003-2061-6059 G-5796-2014
Mgr. Miroslav Pech Ph.D. vědecký pracovník 220 1686, 1690 0000-0002-8421-0456 G-5760-2014
RNDr. Petr Schovánek vědecký pracovník / zástupce vedoucího SLO / vedoucí skupiny 225 1503 0000-0002-5344-7645 G-7117-2014
Ing. Stanislav Stanček Ph.D. student - - 0000-0002-1695-2458
Daniel Staník technik - -
Mgr. Zuzana Svozilíková Ph.D. student 238 1677
Mgr. Jan Tomáštík Ph.D. vědecký pracovník 219 1573, 1514 0000-0002-6784-7949 G-5857-2014
RNDr. Petr Trávníček Ph.D. vědecký pracovník - - 0000-0002-1655-9584
Ing. Drahoslav Tvarog Ph.D. student - - 0000-0002-2351-7331
Vladimír Urbášek technik 411 1526 0000-0002-0686-3021
Mgr. Lukáš Václavek Ph.D. student 303 1530 0000-0002-0910-3415
Mgr. Martin Vacula Ph.D. student 303 1530 0000-0003-4844-3962