Výzkumný program 4 – optika bude řešen v rekonstruovaných stávajících prostorách budovy tř. 17. listopadu 50a. Stávající přístroje a zařízení Společné laboratoře optiky UP a FZÚ AV ČR v Olomouci, které bude projektem využíváno:
Zařízení laboratoří kvantové a nelineární optiky
- Femtosekundový laserový systém se zesilovačem (Coherent Mira 900-D + RegA 9000 + OPA 9400 + SHG) čerpaný dvojicí 10 W DPSS laserů – produkuje fs impulsy (90-300 fs) nebo ps impulsy (3-5 ps, jen oscilátor) laditelné v rozsahu 700-900 nm (zesilovač jen 750-850 nm) o max. energii 22 nJ (oscilátor, 86 MHz) nebo 4 μJ (zesilovač, 100 kHz). OPA nebo SHG slouží ke konverzi vlnových délek v rozsahu od 350 do 2300 nm. Odpovědná osoba: Ondřej Haderka.
- Femtosekundový laserový systém s cavity dumperem (Coherent Mira 900-F + Pulse Switch + SHG/THG) čerpaný 5 W DPSS laserem – produkuje fs impulsy (90-200 fs) laditelné v rozsahu 710-900 nm o max. energii 80 nJ (50 kHz) s volitelnou opakovací frekvencí. SHG/THG slouží ke konverzi vlnových délek na druhou nebo třetí harmonickou (355-450 nm, 240-300 nm). Odpovědná osoba: Ondřej Haderka.
- Nd:YAG Q-spínaný laser (Ekspla NL201 + THG/FHG) – produkuje ns impulsy (7 ns typ.) na vlnových délkách 355 nm (200 μJ) nebo 266 nm (80 μJ) s opakovací frekvencí 0-2500 Hz.
- Zařízení pro vláknovou interferometrii na úrovni jednotlivých fotonů (MZ nebo HOM interferometry vlastní konstrukce s vizibilitou až 99,7% a stabilitou až π/1000 po dobu <5s, pro další periody vybaven automatickou aktivní rekalibrací).
- Zařízení pro měření výkonu laserů v kontinuálním režimu nebo pulsním režimu (nad 10 kHz) v rozsahu výkonů od 10 nW do 100 W. Nižší výkony lze měřit přesně pomocí metod čítání fotonů.
- Zařízení pro časově rozlišené čítání fotonů v rozsahu vlnových délek 400-900 nm v časovým rozlišením >400 ps.
- Kamery s jednofotonovou citlivostí na bázi iCCD nebo EMCCD technologie s prostorovým rozlišením až 1 MPx na čipu o rozměru 13 mm x 13 mm v rozsahu vlnových délek 400-900 nm.
- Zařízení pro absorpční i emisní spektrální analýzu v rozsahu 200-900 nm s jednofotonovou citlivostí a rozlišením až 0,1 nm.
- Zařízení pro časovou a spektrální analýzu časových signálů – digitální osciloskop LeCroy WavePro 7200A (20 GSa, 2 GHz) a spektrální analyzátor Agilent (9kHz-3GHz).
Základní zařízení laboratoře statistické a vlnové optiky
- Frekvenční modulátor světla (Holoeye LC2002 – rozměr: 800 x 600 pixelů, rozteč pixelů: 32 μm, Fill Factor: 55%, rozměr panelu: 21 x 26 mm, barevná hloubka: 8 Bit, formát signálu: VGA, SVGA) – umožňuje amplitudovou (kontrastní poměr 1000:1 @ 633 nm) nebo fázovou modulaci (fázový posuv 2π @ 532 nm) procházejícího světla.
- Zobrazovací a analytický systém s C-MOS kamerami umožňující synchronní snímání (EPIX PIXCI SV9M001M) – rozlišení: maximum 1280(H) x 1024(V) pixelů, minimum 4(H) x 4(V) pixelů, rozměr pixelu: 5.2 µm x 5.2 µm, citlivost: 2.1 V/lux-sec, barevný profil: monochromatický.
- Sada optických a optomechanických prvků (od firem ThorLabs, Eksma Optics), optické stoly (např. Melles Griot StableTopTM250) – antivibrační stůl s rozměrem pracovní desky 1500 mm x 2500 mm x 310 mm (ŠxDxV), díry se závity M6 po 25 mm, vzduchem tlumené podpěry.
- Ar-Ion laserový zdroj (Coherent Innova Sabre R DBW10/2) – generuje lineárně polarizovaný laserový svazek (100:1), CW, chlazený vodou, optický výkon: MLVS = 10 W, 514 nm = 5 W, 488 nm = 4 W, MLUV = 2 W, 351 nm = 0,6W, 363 nm = 0,6 W, průměr svazku v 1/e2: 2,1 mm (514 nm), 1,7 mm (351 nm). Odpovědná osoba: Soubusta Jan
- He-Ne laserový zdroj (Melles Griot 25 LHP 928) – generuje lineárně polarizovaný laserový svazek, CW, optický výkon: max. 35 mW, divergence svazku v 1/e2: 0.68 mrad, průměr svazku v 1/e2: 1.24 mm.
Dílčí vybavení laboratoře testování kvality optických povrchů
- Laserový rastrovací konfokální mikroskop LEXT OLS 3100 je moderní zařízení pro bezkontaktní a nedestruktivní zobrazování a měření sub-mikronových povrchových struktur. Disponuje zvětšením v rozsahu 120x – 14 400x. Maximální rozlišení dosahuje 120 nm laterálně a 40 nm vertikálně. Kromě 2D zobrazení umožňuje LEXT také 3D skenování povrchů vzorků v reálných barvách s následnou rekonstrukcí topografické mapy, což umožňuje měření výškových charakteristik vzorků, včetně zjištění parametrů drsnosti.
- NanoTest NT600 je univerzální modulární měřicí systém určený pro měření nanomechanických a nanotribologických vlastností tenkých vrstev a povlaků - lokálních mechanických vlastností. Zařízení umožňuje měřit tvrdost, vyhodnocovat elastický modul, adhezi, únavové, lomové, ale také dynamické vlastnosti tenkých vrstev a povlaků. Měření lze provádět i za zvýšených teplot do 500 °C, kdy je nezávisle vyhříván jak vzorek tak i diamantový indentor.
- Spektrometr Lambda 850 je dvousvazkový spektrometr pro oblast UV/Vis s monochromátorem tvořeným holografickou mřížkou 1440 čar/mm pro měřění v rozsahu 175-900 nm s rozlišením 0,5 nm a přesností nastavení vlnové délky ±0,080 nm; dělení svazku je zajištěno přerušovačem (chopperem) s frekvencí 46 Hz. Zdroj světla je tvořen kombinací wolframové a deuteriové lampy a jako detektor je použit fotonásobič R6872. Zařízení je určeno k měření spektrální charakteristiky odraznosti, propustnosti a určení vlastností roztoků.
- Sférointerferometr Meopta SF-1 je zařízení určené pro měření tvaru optických ploch. Pomocí He-Ne laseru přístroj měří tvar konvexních i konkávních ploch čoček, zrcadel a ostatních optických prvků. Přesnost měření tvaru plochy pomocí tohoto přístroje je λ/10.
- Rozptyloměr CASI je precizní zařízení určené k bezkontaktnímu měření rozptylu světla od materiálů, především od optických povrchů, které jsou vyleštěny s nanometrovou drsností. Přístroj je vybaven He-Ne a Ar lasery s vlnovou délkou 633 nm a 325 nm. Pro tyto dvě vlnové délky přístroj může naměřit kompletní pole rozptýleného světla (BSDF) a následně vyhodnotit RMS drsnosti povrchu až do hodnoty 1 Å.
- Přístroj Form Talysurf Series 2 firmy Taylor Hobson je kontaktní indukční profilometr určený pro 2D i 3D mapování pevných povrchů. Kromě své základní funkce – výpočet parametrů drsnosti – může podávat podrobné údaje o povrchu především díky své vysoké rozlišovací schopnosti. Zařízení pracuje ve třech vertikálních rozsazích (0,832 mm, 0,167 mm a 0,333 mm) s mimořádným rozlišením v tomto směru a to podle zvoleného rozsahu 1,6 nm, 3 nm nebo pouhých 0,6 nm. Přídavný program Talymap nabízí řadu funkcí schopných zobrazit povrch různými způsoby (2D fotosimulace, 3D axonometrie s možností volby úhlu pohledu), analyzovat vybraný profil nebo plochu, vyjádřit několik speciálních funkcí jako třeba Abbottovu–Firestoneova křivku nebo velikost nosné plochy. Pro své vysoké rozlišení a přesnost měření lze přístroj využít i například pro měření tloušťky tenkých vrstev nebo tvaru, poloměru či sklonu drobných detailů povrchu nebo přesných součástek.