Zakład Szkieł

Zakład Szkieł ma ponad 30-letnie doświadczenie w projektowaniu i wytwarzaniu różnego rodzaju szkieł wieloskładnikowych, światłowodów i elementów optyki włóknistej. Obejmuje to szkła fluorkowe, tellurowe, fosforanowe i krzemianowe o jakości optycznej, przeznaczone do wytwarzania światłowodów. Szkła syntetyzowane są bezpośrednio z surowców w postaci tlenków lub związków beztlenowych (szkła fluorkowe) i mogą być w tym procesie domieszkowane różnymi jonami, w tym jonami ziem rzadkich (szkła aktywne, np. na lasery włóknowe).

Laboratorium wytwarzania szkieł wyposażone jest w szereg pieców oporowych, piec indukcyjny, oraz stanowisko do wytopu szkieł w ściśle kontrolowanej atmosferze (tlenowej lub beztlenowej) umieszczone w komorze rękawicowej. Obróbka mechaniczna szkieł obejmuje cięcie, zaokrążanie, szlifowanie i polerowanie. Umożliwia to wytwarzanie bloków szkła, prętów, rur i innych specyficznych elementów, jak np. podłoża czy filtry o wymiarach dostosowanych do różnych zastosowań. Z kolei mikrosoczewki szklane (refrakcyjne i dyfrakcyjne) możemy wytwarzać z różnych szkieł przez wytłaczanie na gorąco (hot embossing). W pełni wyposażone laboratorium pomiarowe umożliwia charakteryzację szkieł i elementów optycznych obejmującą ich własności termomechaniczne i optyczne.

Laboratorium technologii światłowodowej wyposażone jest w cztery wieże do wyciągania włókien optycznych, dwie małe wieże do kalibracji rur szklanych oraz clean room i komory z nawiewem laminarnym przeznaczone do przygotowania preform do wyciągania obrazowodów i światłowodów mikrostrukturalnych. Zespół posiada ponad 25-letnie doświadczenie w wytwarzaniu elementów optyki włóknistej, obrazowodów i klasycznych światłowodów (w tym też włókien aktywnych) oraz ponad 15-letnie doświadczenie w wytwarzaniu włókien fotonicznych (pasywnych i aktywnych) a ostatnio też nanostrukturyzowanych elementów optycznych.

Oferta

Zakład oferuje:

  • Projektowanie, syntezę i wytop szkieł optycznych w tym domieszkowanych jonami ziem rzadkich, absorpcyjnych selektywnych na filtry optyczne i absorpcyjnych szerokopasmowo, czy transmitujących w podczerwieni
  • - Projektowanie i wytwarzanie optyki włóknistej, w tym światłowodów fotonicznych, obrazowodów, koncentratorów światła, aplikatorów stomatologicznych
  • - Sondy do elektroporacji (patrz osiągnięcia)
  • - Elementy mikro-optyczne nanostrukturyzowane, a także światłowody ze zintegrowanymi mikrosoczewkami
  • - Soczewki dyfrakcyjne i refrakcyjne wytłaczane na gorąco działające w podczerwieni

Osiągnięcia

Nanostrukturyzowana mikrooptyka
Ta opracowana przez naukowców Zakładu Szkieł ITME technologia wytwarzania różnorodnych elementów mikrooptycznych opartych o metamateriały nanostrukturyzowane została uznana przez Laser Focus World za jedną z 20 najciekawszych innowacji roku 2012 w fotonice. Metoda polega na utworzeniu odpowiednio zaprojektowanej struktury z pręcików szklanych po czym pomniejszeniu jej przez wyciąganie na wieży do wyciągania światłowodów. Po zmniejszeniu struktury pojedyncze jej elementy mają rozmiary znacznie poniżej długości fali świetlnej, w efekcie całość działa jak ciągły meta-materiał o efektywnym współczynniku załamania. Tą metodą otrzymano elementy mikrooptyczne o niespotykanych rozmiarach (np. pojedyncze soczewki o średnicy 20 μm) oraz niemożliwych do uzyskania wcześniej własnościach, jak np. mikrosoczewki cylindryczne, eliptyczne, aksikony, a nawet matryce mikrosoczewek. 
Technologia ta jest chroniona międzynarodowymi patentami (WO2008/009873 oraz WO2009/000964) oraz zdobyła złoty medal na targach wynalazków IWIS 2015.

Sondy do mikro-elektroporacji
Zjawisko elektroporacji błon komórkowych nie jest nowe, a polega na otwieraniu się porów pod wpływem pola elektrycznego, co pozwala wniknąć do wnętrza komórki cząsteczkom takim jak DNA bez zabijania ich. Technika ta jest wykorzystywana głównie w laboratoriach oraz w leczeniu – do wprowadzania do wnętrza komórki aktywnych substancji, czy genów. Jednak ze względu na makroskopowe rozmiary dostępnych narzędzi jest ona obecnie ograniczona do dość dużych obszarów ciała, ewentualnie całych hodowli komórek.
W Zakładzie Szkieł opracowano sondę do elektroporacji komórek w skali mikro. Dzięki takiej sondzie możliwe jest rozszerzenie obszaru zastosowań techniki elektroporacji do precyzyjnego leczenia bardzo drobnych zmian chorobowych w bezpośredniej bliskości zdrowych tkanek bez groźby ich uszkodzenia. Doskonałym przykładem może być leczenie glejaków – trudno dostępnych nowotworów mózgu.
Sondy do Elektroporacji opracowane przez zostały zgłoszone do ochrony patentowej (zgłoszenia P.409831 i Ep15183159). Zdobyły także srebrny medal na wystawie wynalazków IWIS 2015.

Ultrastabilne superkontinuum Freya-1
Superkontinuum jest źródłem światła o bardzo szerokim, gładkim widmie zdobywającym kolejne zastosowania w takich dziedzinach jak: optyczna tomografia koherencyjna, optyczna telekomunikacja, czy spektroskopia gazów. Obecnie są to źródła impulsowe oparte na światłowodach fotonicznych. Problemem występującym w przypadku klasycznych, komercyjnie dostępnych superkontinuów jest niska stabilność czasowa widma – widmo takiego źródła składa się w rzeczywistości z szeregu ostrych pików, zmieniających się z impulsu na impuls i dopiero uśrednione po wielu kolejnych impulsach jest gładkie. 
Opracowane w Zakładzie Szkieł superkontinuum Freya-1 jest źródłem ultrastabilnym, co oznacza, że każdy emitowany impuls ma gładkie widmo, niezmienne z impulsu na impuls. W chwili wytworzenia w 2014 roku było to urządzenie generujące najszersze widmo na świecie (900 – 2300 nm) i jedyne obejmujące cały zakres bliskiej podczerwieni.

Kontakt

dr hab. Ryszard Buczyński
(+48 22) 639-59-05
ryszard.buczynski@itme.edu.pl