Instytut Fizyki Doświadczalnej UW

Zakład Optyki

Pracownicy naukowi i dydaktyczni:

Kierownik :

prof. dr hab. Tadeusz Stacewicz prof. dr hab. Paweł Kowalczyk prof. dr hab. Czesław Radzewicz dr hab. Piotr Wasylczyk dr Piotr Fita, dr Anna Grochola dr Wojciech Wasilewski

+ doktoranci:

Radosław Chrapkiewicz, Piotr Ciąćka, Zbigniew Jędrzejewski – Szmek, Michał Karpiński, Joanna Oracz, Filip Ozimek, Grzegorz Piotrowski

OPTYKA

Zajmuje się:

• własnościami światła • oddziaływaniem światła z materią • budową materii • poszukiwaniem nowych źródeł światła • wykorzystaniem zjawisk optycznych we wszelkich dziedzinach nauki, techniki

LABORATORIUM PROCESÓW ULTRASZYBKICH

- prof. Czesław Radzewicz, dr Piotr Fita

 Techniki i urządzenia do pomiarów ultrakrótkich impulsów światła  Nowe źródła impulsów femtosekundowych: lasery na kryształach i światłowodowe  Optyczne grzebienie częstości dla następnej generacji zegarów atomowych  Ultra-szerokopasmowe lasery femtosekundowe (

supercontinuum

)  Optyczne Wzmacniacze Patametryczne (NOPCPA) klasy TW  Spektroskopia cząsteczek organicznych z femtosekundową zdolnością rozdzielczą

LABORATORIUM PROCESÓW ULTRASZYBKICH

- prof. Czesław Radzewicz, dr Piotr Fita

• Badania indukowanych światłem procesów w roztworach i na powierzchniach • Kontrola kwantowa procesów fizykochemicznych • Badania fotofizyki nowych związków stosowanych w terapii nowotworów • Nowoczesne techniki generacji ultrakrótkich impulsów laserowych • Metrologia (Polski Optyczny Zegar Atomowy)

LABORATORIUM SPEKTROSKOPII LASEROWEJ

-

prof. Tadeusz Stacewicz

Spektroskopia laserowa do detekcji gazów śladowych

• • • Osiągnięcia: opracowanie nowych metod detekcji : fluoru (w połączeniu z plazmą), chloru tlenków azotu • H 2 O - z czułością ~ pojedynczych cząstek/cm 3 8 6 Widmo absorpcji NO 2 4 2 0 360

blue - violet diodes

380 400 420 440

dlugosc fali [nm]

460

KOMORA POMIAROWA do detekcji tlenków azotu wykorzystująca Spektroskopię Strat we Wnęce Optycznej z użyciem laserów diodowych (w tym niebieskich i podczerwonych - QCL) Kierunek – wykrywanie markerów chorobowych w powietrzu wydychanym z płuc

LABORATORIUM LIDAROWE

- prof. Tadeusz Stacewicz

ZASADA LIDARU Pracujemy nad zdalnymi metodami badania własności atmosfery (np.aerozolu atmosferycznego -wspólnie z IGF UW)    

Do rozwiązania wiele problemów z zakresu:

 konstrukcji aparatury laserowej i optycznej, detekcyjnej i urz. do akwizycji danych oprogramowania sprzętu numerycznej analizy danych pomiarów terenowych modelowania atmosfery SPRZĘT: lidar mobilny + lidar mikroimulsowy + lidar depolaryzacyjny W budowie – lidar ramanowski - lidar 5-cio częstościowy

LABORATORIUM SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ

-

prof. Paweł Kowalczyk, dr Anna Grochola

• Badamy cząsteczki dwuatomowe (np. Li 2 , LiCs, NaRb, Kli, NaCs) obserwując ich widma optyczne nowoczesnymi metodami spektroskopii laserowej.

• Mamy opracowane własne, unikalne metody doświadczalne i analizy danych.

• Wyznaczamy podstawowe parametry cząsteczek w różnych stanach energetycznych.

• Wyniki te są nieodzowne dla testowania modeli teoretycznych doświadczeń, w tym doświadczeń nad zimną materią.

oraz planowania dalszych 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 LiCs: 1  + 1  3  + 3  Li (2s) + Cs (7p) Li (2s) + Cs (7s) Li (2p) + Cs (6s) Li (2s) + Cs (5d) Li (2s) + Cs (6p) Li (2s) + Cs (6s) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 r [Å]

LABORATORIUM ULTRAZIMNYCH CZĄSTECZEK

-

prof. Paweł Kowalczyk, dr Anna Grochola

•Fizycy opanowali metody chłodzenia atomów do temperatur bliskich zera bezwzględnego.

Umożliwia to m.in.

•pomiary widm z niespotykaną dokładnością, •uzyskanie kondensatu Bosego-Einsteina makroskopowego obiektu o – własnościach • kwantowych.

Obecnie zainteresowanie eksperymentatorów kieruje się ku cząsteczkom dwuatomowym.

Dalekosiężne plany to np.:

• Sterowanie cząsteczkami przy użyciu zewnętrznych pól magnetycznych i elektrycznych • Badanie ultrazimnych zderzeń oraz tzw. „zimna chemia” Celem jest wytworzenie ultrazimnych, heterojądrowych cząsteczek metali alkalicznych (obdarzonych niezerowym momentem dipolowym)

Fotoasocjacja

- dr hab. Piotr Wasylczyk

Cele: • otrzymanie nowych struktur i materiałów dla zastosowań w zintegrowanej optoelektronice, mikroukładach optycznych i układach typu lab-on-chip; • wytwarzanie trójwymiarowych struktur fotonicznych z symetrią translacyjną, umożliwiających osiągnięcie żądanych własności optycznych materiałów; • możliwe jest wytwarzanie zintegrowanych układów optycznych i opto elektronicznych, jak: − struktury falowodowe, miniaturowe rezonatory optyczne, − mikro komponenty optyczne do zintegrowanej optoelektroniki, − supersoczewki.

Po opanowaniu technik stereo fotolitografii, ograniczeniami do projektowania i zastosowań takich układów jest jedynie pomysłowość i wyobraźnia badaczy.

Laboratorium Pamięci Kwantowych

dr Wojciech Wasilewski

•Pracujemy nad kontrolą ogromnych zespołów atomów na poziomie kwantowym. •Zagadnienie przypomina proces zapisywania i rekonstrukcji hologramu, czyli odcisku frontów fali elektromagnetycznej. •Grupa ściśle współpracuje z teoretykami z IFT w ramach programu TEAM

Laboratorium Pamięci Kwantowych

Budujemy złożony układ doświadczalny: • Programujemy mikroprocesory (Xmega) • Kontrolujemy eksperyment w LabVIEW za pomocą kart z szybkimi układami FPGA • Budujemy specjalne syntezery w.cz.

• Elektronicznie stabilizujemy lasery

Laser A foton A - trigger

Generujemy fotony dla: • Komunikacji kwantowej • Ultraprecyzyjnych pomiarów • Demonstracji splątania

Laser B

Pary Rubidu

foton B na żądanie

W ramach specjalności OPTYKA prowadzimy badania interdyscyplinarne w zakresie:

 fizyka doświadczalna – teoretyczna (wspólnie z IFT UW);  fizyka – chemia (wspólnie z IChF PAN, WCh UW);  optyka – fizyka atmosfery (wspólnie z IG UW);  fizyka - informatyka kwantowa (wspólnie z K. L. FAMO).

Badania mają znakomite finansowanie w ramach :

- Programów Gospodarki Innowacyjnej: •Narodowe Laboratorium Technologii Kwantowych •Fizyka u Podstaw Nowych Technologii - Fundacji Nauki Polskiej – program TEAM - Funduszu Nauki i Technologii Polskiej - Narodowego Centrum Nauki