Česko - Švýcarské partnerství v rámci

Spektroskopie dlouhovlnných VCSE laserů 
v rozsahu 1200-2000 nm 

Projekt č. PF 049

Aktivity prováděné v rámci projektu

Aktivita č. 1

Spektrometer Bruker IFS 120 HR

Svatopluk Civiš a Vladislav Chernov

Popis: Pětidenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského v.v.i. a studenty univerzity na téma: „Spektrometr Bruker IFS 120 HR“ (20.4.-22.4.2011 a 17.5. – 18.5.2011).

Výsledek: Tato aktivita byla zaměřena na demonstraci  metodiky  časově rozlišeného a časově nerozlišeného měření absorpčních a emisních spekter v infračervené, viditelné a  ultrafialové části spektra s využitím modifikovaného spektrometru Bruker IFS 120 HR. Takto uspořádané experimentální zařízení je používáno pouze v několika málo laboratořích ve světě (Japonsko, USA a Česká Republika).

Časový harmonogram semináře

Den č. 1 – Studium emisních charakteristik diodových laserů za různých fyzikálních podmínek

Den č. 2 – Měření spekter methanu, amoniaku a formaldehydu

Den č. 3 – Kombinace metody diodové absorpční spektroskopie DLS (Diode Laser Spectroscopy) s metodou spektroskopie s Fourierovskou transformací FTS (Fourier Transform Spectroscopy)

Den č. 4 – Měření plynů důležitých pro životní prostředí (N2O, NO, NO2, HF, CO and C6H6) a jejich analýza

Den č. 5 - VCSEL lasery jako zdroje záření pro FT (Fourier Transform) spektrometrii, použití a práce s nimi

Vědecká zpráva o spektrometrech Bruker 120 a 125 (anglicky)

 

Praktická ukázka spektroskopie studentům. Přednáší Martin Ferus a Petra Jelínek.

Prezenční listina G ( 20.4. – 22.4.2011)

Prezenční listina VŠ ( 20.4. – 22.4.2011)

Prezenční listina G (17.5. – 18.5.2011)

Prezenční listina VŠ (17.5. – 18.5.2011)

Program

Aktivita č. 2

VCSE Lasery

E. Kapon a S. Civiš, V. Chernov

Popis: Pětidenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského, v.v.i. a studenty univerzity na téma: „VCSE lasery“ (14.3. - 18.3.2011).

Výsledek: Seznámení vědců s vývojem, konstrukcí a technologickým procesem výroby VCSE laserů. Technologie epitaxního růstu a příprava polovodičových vrstev je používána pouze několika málo laboratořemi ve světě (např. Japonsko, USA). Náš švýcarský partner je jediným uživatelem této technologie v Evropě a seznámil nás s jednotlivými  postupy při výrobě laserů a jejich aplikacemi.

Časový harmonogram

Den č. 1 – Vývoj dlouhovlnných  VCSE laserů pro telekomunikační účely a citlivou detekci

Den č. 2 – Porovnání výsledků měření pomocí VCSEL se spektroskopickými databázemi (HITRAN)

Den č. 3 – Akvizice časově rozlišených spekter

Den č. 4 – Absorpční spektra nestabilních částic

Den č. 5 – Dynamika molekulárních reakcí a kolizních procesů v plazmě

Vědecká zpráva o aplikaci VCSE laserů (anglicky)

Zvláštní přednáška hosta:

Eli Kapon

Developments in Long-Wavelength VCSELs for Telecommunications and Sensing Applications

Department of Theoretical Chemistry, Department of Spectroscopy

Laboratory of Physics of Nanostructures, EPFL Lausanne, Switzerland

ABSTRAKT

Dlouhovlnné (1200-2000nm) VCSE lasery jsou  diodové lasery s širokým využitím, které mají nízkou spotřebu elektrického proudu, emitují záření na jedné frekvenci, jsou široce proladitelné a mají symetrický tvar emitovaného záření. Lasery se dají nejčastěji využívat ke komunikaci pomocí optických vláken, spektroskopii a jako různé detektory. Mezi největší technické problémy při vývoji a výrobě těchto laserů patří nekompatibilita mezi optimálním napařením vrstvy InP a materiálu GaAs pro zrcadla ve vztahu k epitaxiálnímu růstu.  Tato přednáška ukazuje na historii využívání metody- wafer fusion při výrobě těchto dlouhovlnných VCSE laserů včetně jejich relevantních spektrálních charakteristik užitých v různých oblastech měření plynů.

Přednáška Eliho Kapona v přednáškové místnosti na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.

Prezenční listina

Program (seminář)

Program (přednáška)

Aktivita č. 3

Laboratorní praktikum zaměřené na prezentaci práce s VCSE lasery pro vědecké pracovníky a univerzitní studenty

V. Chernov, A. Sirbu, V. Iakovlev a S. Civiš

Popis:

a) Pětidenní seminář pro 5 vědeckých pracovníků Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského v.v.i. a studentů univerzity na téma: „Práce s VCSE lasery“ 12.9. – 16.9.2011).

V rámci tohoto semináře  byli  vědečtí pracovníci seznámeni  s postupy, které je nutné dodržet při manipulaci s lasery, jejich napájení, optickými parametry, justací laserů, kolimací do detektoru, manipulace s citlivými polovodičovými a optoakustickými detektory, optimálním zisku výkonu laseru, modulací laseru, použitím techniky fázově citlivé detekce a sběru dat. Během  tohoto semináře byla taktéž ukázána metodika práce s plyny, plnění referenčních kyvet a manipulace  s nimi.

Prezenční listina

Program

b) Doplňující dvoudenní seminář a praktický kurz pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského, v.v.i. a univerzitní studenty na téma: „VCSE lasers, testování kvality, spektrální šířky a měření referenčních standardních plynů (včetně HF v oblasti 7450 cm-1)" (15.9. – 16.9.2011).  

Prezenční listina

Program

Výsledek: Detailní představení laboratorní práce s VCSE lasery vědeckým pracovníkům (příprava materiálu, laboratorního zařízení a nastavení optických prvků).

 

Praktické měření emisních charakteristik VCSE laserů.

 

Zpráva o závislosti absorpce plynu a emisních spektrech VCSE laseru

Aktivita č. 4

Praktická laboratorní ukázka fungování VCSE laseru vědeckým pracovníkům a studentům univerzity

V. Chernov, E. Kapon a S. Civiš

Popis:

a) Pětidenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemi J. Heyrovského, v.v.i. a studenty univerzity na téma: „Práce s VCSE lasery“ (24.10. – 28.10.2011).

Prezenční listina

Program

b) Pětidenní seminář zaměřený na stejně jako předešlý úspěšný seminář na detekci standardních plynů ve spektrální oblasti 1.3 µm (hlavně na detekci HF). Tento seminář byl  hlavně zaměřen na  testování nového  zdroje elektrického proudu k řízení  laseru a jeho modulaci, zkonstruovaný ing. Wernerem  na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského. Proudový zdroj  byl testován a následně využíván k proladění a akvizici spekter. Bylo provedeno první měření vysoce rozlišeného  spektra společně s využitím vysoce citlivé metody využívající  lock-in zesilovač ve spektrální oblasti VCSE laseru (1.3 µm)  (28.10. - 1.11.2011).

Prezenční listina

Program

Výsledek: Detailní představení laboratorní práce s VCSE lasery vědeckým pracovníkům (příprava materiálu, laboratorního zařízení a nastavení optiky).


Aktivita č. 5

Praktické využití VCSE laserů

E. Capon, A. Sirbu, V. Iakovlev, S. Civiš a V. Chernov

Popis: Pětidenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského, v.v.i. a univerzitní studenty na téma: „Expertní modelace výsledků měření“ (6.6.-10.6.2011).

Výsledek: Seminář byl koordinován  hosty ze Švýcarska a byl zaměřen na optimalizaci naměřených výsledků, které byly získány pomocí VCSE laserů. Modelování výsledků pro využití institucemi (ústavy akademie věd, firmy ve Švýcarsku a v ČR).

Praktická prezentace sestavení VCSE laseru.

Prezenční listina

Program

Aktivita č. 6 – bude dokončena v březnu roku 2012

Popis: Čtyřdenní vzdělávací pobyt 8 vědeckých pracovníků v laboratoři švýcarského partnera.

Výsledek: Seznámení s materiálně technickým zázemím našeho švýcarského partnera, společné připravení metod propagace výsledků a modelů kooperace v privátním sektoru a neposlední řadě seznámení s novými přístroji, které mohou být v budoucnu využitelné v laboratořích Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského.

Aktivita č. 7

Popis: Popularizace projektu.

Výsledek: Představení laserové techniky a možnosti účasti na pětidenním praktickém cvičení učitelům středních škol (14.8. - 19.8.2011).

Svatopluk Civiš

Časově rozlišená infračervená FT spektroskopie a její aplikace v pulzních výbojích a laserových ablacích kovů

Přednáška o FT spektroskopii Svatopluka Civiše.

Prezenční listina

Přednáška prof. Civiše

Program

Aktivita č. 8

Laboratorní praktikum zaměřené na prezentaci práce s VCSE lasery pro vědecké pracovníky a univerzitní studenty

S. Civiš a V. Chernov

Popis: Jednodenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského v.v.i. a studenty na téma: „Práce s VCSE lasery“ (15. 5. 2012).

Výsledek: Detailní představení laboratorní práce s VCSE lasery vědeckým pracovníkům (příprava materiálu, laboratorního zařízení a nastavení optických prvků)..

Practical presentation of the VCSEL lasers and Bruker 125 HR spectrometer assembly.

 

Seznam účastníků

Program

Aktivita č. 9

Popis: Třídenní seminář pro vědecké pracovníky Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského v.v.i. a studenty na téma: „Práce s VCSE lasery“ (11. - 13. 6. 2012).

Výsledek: Představení techniky měření lasery VCSEL.

Zvláštní zvaná přednáška (v jazyce anglickém)

Eli Kapon

Site- and Heterostructure-Controlled Quantum Dot Systems for Nanophotonic
Applications

Department of Theoretical Chemistry, Department of Spectroscopy

Laboratory of Physics of Nanostructures, EPFL Lausanne, Switzerland

ABSTRAKT

Spojení polovodičových kvantových teček s nanofonickými prvky vyžaduje precizní prostorové umístění a správné spektrální naladění mezi kvantovými tečkami a optickými módy připadajícími v úvahu. Tato přednáška je věnována stavu současného vývoje takovýchto technologií spolu se zaměřením na epitaxiální růst předpřipravených substrátech a aplikací v nízkoenergetických laserech a zdrojích jednoho nebo vice fotonů.

Seznam účastníků

Program