Podczerwień czyli promieniowanie elektromagnetyczne podczerwone (ang. infrared radiation, IR) stanowią fale o długości 760 nm - 1 mm. Jest ona powszechnie uważana za tzw. zakres molekularnego odcisku palca (ang. molecular fingerprint region). Dzieje się tak ze względu na subtelne różnice pomiędzy widmami oscylacyjno-rotacyjnymi cząsteczek w tym zakresie, które pozwalają na identyfikację chemicznych grup funkcyjnych, charakterystycznych dla różnych związków. Jest to pasmo szczególnie interesujące dla badań gazów oraz próbek stałych (szkieł, minerałów). Pozwala ono uzyskać unikalne informacje na temat spektrum absorpcyjnego i transmisyjnego danego materiału. Laboratorium jest wyposażone w najnowszy model spektrometru FTIR (ang. Fourier Transform Infrared) firmy Bruker, który pozwala prowadzić badania spektroskopowe w zakresie od 0.3 do 10.6 µm. Z urządzeniem jest sprzężony dodatkowo mikroskop FTIR wyposażony w matrycę typu FPA (ang. Focal Plane Array) oraz konfokalny mikroskop ramanowski.

Laboratorium jest wyposażone w zaawansowany system laserowy, w którego skład wchodzi oscylator typu Ti:Sapphire firmy Spectra Physics, oraz towarzyszące mu moduły OPO (Optical Parametric Oscillator) dostarczone przez firmę Radiantis. Cały zestaw pozwala na pokrycie pasma spektralnego z zakresu od 340 do 4200 nm. Umożliwia to praktycznie nieograniczone możliwości badań materiałowych - począwszy od spektroskopii, a skończywszy na tworzeniu nowych źródeł światła. System generuje impulsy w reżimie femtosekundowym, o wysokiej mocy szczytowej, dzięki czemu możliwym jest również prowadzenie badań z zakresu optyki nieliniowej. Dziedzina ta w przeciągu ostatniego dwudziestolecia stała się jedną z wiodących gałęzi fizyki doświadczalnej. Układ może zostać zastosowany w mało inwazyjnych rozwiązaniach przeznaczonych do diagnostyki medycznej czy też detekcji gazów kopalnianych.

Detekcja sygnałów jest kluczowa dla wszelkiego rodzaju badań optycznych. Oprócz układu detektorów, będących częścią spektrometru oraz mikroskopów FTIR, laboratorium posiada również 2 detektory pojedynczych fotonów z zakresu 300-1700 nm. W celu wydajnej detekcji słabych sygnałów optycznych zostały one wyposażone wkłady filtrujące (monochromator) oraz wzmacniacz typu lock-in. Możliwość detekcji oraz rozróżniania tak niewielkich zmian natężenia światła ma szerokie zastosowanie w technikach biologicznych (czasowo-rozdzielcza spektroskopia fluorescencyjna i podczerwieni, spektroskopia anizotropii fluorescencji) czy telekomunikacyjnych (szczególnie zagadnienia z zakresu kryptografii kwantowej). Powyższe urządzenia pozwalają na prowadzenie badań zarówno z zakresu tzw. life-sciences, jak i dają szansę na wgląd w dziedzinę pojedynczych fotonów z zakresu bliskiej podczerwieni.

Laboratorium dysponuje również dwoma zsynchronizowanymi generatorami sygnałów typu AWG (ang. Arbitrary Waveform Generator) oraz analizatorem modulacji optycznych. Pozwalają one przeprowadzać pełną analizę transmitowanego sygnału. Zarówno generatory jak i analizator są przystosowane do potrzeb zmieniającego się w sposób dynamiczny rynku telekomunikacyjnego, w którym coraz większą rolę odgrywają sieci światłowodowe wykorzystujące bardziej zaawansowane modulacje.

Laboratorium dysponuje zestawem sprzętowym, który umożliwia stworzenie systemu czujnikowego opartego na rozwiązaniach światłowodowych. Pomiar odbywa się z wykorzystaniem światłowodów jako pasywnego medium transmisyjnego, co pozwala na szeroki wachlarz możliwości aplikacyjnych. Potencjalne możliwości wykorzystania stanowią struktury geotechniczne, konstrukcje inżynierskie czy miejsca o trudnych warunkach środowiskowych, np. kopalnie.

W zestawie znajdują się następujące instrumenty pomiarowe:

• FBG (ang. Fiber Bragg Grating) Interrogator wraz z zestawem światłowodowych siatek Bragga - pozwala na pomiar określonych parametrów, tj. temperatury oraz odkształceń w określonych punktach wzdłuż toru transmisyjnego. System jest zaopatrzony w wbudowany komputer typu PC, który pozwala na monitorowanie stanu sieci.
• System BOFDA (ang. Brillouin Optical Frequency Domain Analysis) - umożliwia pomiar temperatury oraz odkształceń na całym odcinku światłowodu o długości do 50 km z rozdzielczością przestrzenną sięgającą nawet 20 cm. Układ stanowi idealne rozwiązanie do monitorowania struktur geotechnicznych w trudnych warunkach środowiskowych.
• LUNA OBR (ang. Optical Backscatter Reflectometer) 4600 - jest unikatowym rozwiązaniem pozwalającym na pomiar temperatury oraz odkształceń na całym odcinku światłowodu z typową dokładnością ±0.1 °C i ±1.0 µ? przy rozdzielczości przestrzennej sięgającej nawet ±1.0 cm. Dodatkową zaletą jest brak istnienia stref martwych przez co urządzenie to idealnie nadaje się do monitorowania różnych konstrukcji inżynierskich z wysoką rozdzielczością na dystansie o długości maksymalnie 2 km.

Proces spawania światłowodów stanowi ważny element w projektowaniu i konstruowaniu różnych rozwiązań sieciowych i/oraz czujnikowych. 3SAE LDS to zaawansowany system przeznaczony do spawania oraz obróbki światłowodów w zakresie 80 - 2500 µm. Urządzenie pozwala m. in. na wykonywanie zaprojektowanych przewężeń na danym odcinku światłowodu, spawanie włókien PM (ang. Polarization Maintaining) oraz mikrostrukturalnych, tworzenie sprzęgaczy, soczewek.

• dr inż. Boguslaw Szczupak - boguslaw.szczupak@pwr.edu.pl