Zespół Laserów Światłowodowych

Tematyka badawcza zespołu obejmuje konstrukcję, optymalizację, badania własności oraz praktyczne zastosowanie układów laserowych zakresu widmowego bliskiej i średniej podczerwieni, zbudowanych w technologii światłowodowej. Kierunki badań realizowanych w zespole dotyczą głównie technik generacji promieniowania o długości fali ~1 μm, ~1.5 μm, ~2 μm dla ciągłego trybu pracy oraz trybu impulsowego (impulsy o nasosekundowym, pikosekundowym i femtosekundowym czasie trwania), technik generacji supercontinuum w światłowodach krzemionkowych oraz światłowodach wieloskładnikowych, techniki niskostrantej integracji światłowodów o różnych parametrach geometrycznych, technologii wytwarzania wybranych komponentów techniki światłowodowej, konstrukcji układów zasilania i sterowania parametrami różnych źródeł laserowych oraz podzespołów optoelektronicznych. Pracownicy zespołu mają w swoim dorobku opracowanie m.in. unikalnych szerokopasmowych źródeł supercontinuum średniej podczerwieni o dużej wyjściowej mocy średniej, nadajników laserowych generujących impulsy o długości fali 1.5 μm oraz 2 μm z możliwością kodowania sygnału wyjściowego, układów zasilania diod laserowych o mocy do 3 kW, układów chłodzenia diod laserowych o wydajności do 0.5 kW oraz wielu innych konstrukcji układów laserowych mających zastosowanie w urządzeniach wojskowych, medycznych, technologicznych i metrologicznych. Naczelną dewizą zespołu jest prowadzenie badań podstawowych oraz prac rozwojowych na wysokim poziomie  przyczyniając się jednocześnie do postępu nauki. Maksymie tej przyświeca również wzajemne poszanowanie członków zespołu oraz wspólne dążenie do osiągnięcia sukcesu naukowego.

Skład zespołu

Kierownik Zespołu Laserowej Techniki Światłowodowej

płk dr hab. inż. Jacek Świderski

Członkowie Zespołu:

  • dr inż. Maria Michalska
  • inż. Marcin Mamajek
  • tech. Jan Karczewski

Projekty aktualnie realizowane

1Projekt badawczy nr INNOTECH-K3/IN3/55/225968/NCBR/14 pt. „Lasery chirurgiczne wysokiej mocy pracujące na długości fali 1470 nm i 1940 nm do zastosowań w małoinwazyjnej chirurgii endoskopowej i robotycznej”; kierownik części projektu realizowanej w WAT: dr inż. Jacek Świderski, okres realizacji: 2014-2016, źródło finansowania: NCBiR

2Projekt badawczy nr UMO-2014/13/B/ST7/00442 (OPUS) pt. „Badanie generacji supercontinuum w paśmie widmowym średniej podczerwieni z użyciem wybranych światłowodów nieliniowych oraz nowoczesnych układów światłowodowych generujących pikosekundowe impulsy promieniowania o długości fali ~2 μm”; kierownik projektu: dr inż. Jacek Świderski, okres realizacji: 2015-2017, źródło finansowania: NCN

3Projekt badawczy pt. „Badanie generacji supercontinuum w światłowodach fluoroindowych pompowanych impulsami optycznymi o czasie trwania z zakresu femtosekund, pikosekund oraz nanosekund” (HARMONIA), kierownik projektu: dr inż. Jacek Świderski, okres realizacji: 2015-2017, źródło finansowania: NCN

Projekty zakończone

1Projekt badawczy pt. ” Światłowodowy nadajnik laserowy wykonany w technologii all-fiber, generujący promieniowanie w paśmie widmowym „bezpiecznym dla wzroku””, realizowany w ramach programu VENTURES Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej; mgr inż. Maria Michalska okres realizacji: 2012-2014, źródło finansowania: Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej.

2Projekt badawczy nr LIDER/04/198/L-1/09/NCBiR/2010 pt: „Światłowodowy generator supercontinuum w zakresie średniej podczerwieni”; Narodowe Centrum Badań i Rozwoju,; kierownik projektu: dr inż. Jacek Świderski, okres realizacji: 2010 – 2013, źródło finansowania: NCBiR

3Projekt badawczy nr NCN/07-023/2011/WAT pt. Badania niskostratnego sposobu łączenia włókien optycznych i wykonywania wybranych komponentów światłowodowych”; kierownik projektu: mgr inż. Maria Michalska, okres realizacji: 2011-2013.

4Projekt badawczy międzynarodowy niewspółfinansowany nr 24/N-MIFL/2010/0 pt: „Laserowe układy światłowodowe generujące promieniowanie w zakresie widmowym średniej podczerwieni z przeznaczeniem do zastosowań w technice wojskowej, medycynie i ochronie środowiska”; kierownik projektu: dr inż. Jacek Świderski, okres realizacji: 2010 – 2013, źródło finansowania: MNiSW

5Projekt badawczy nr N515 001 32/0133, pt. Opracowanie, optymalizacja i badanie właściwości układu laserowego: diodowy generator zadający – włóknowy wzmacniacz mocy generującego impulsy promieniowania o zmiennym czasie trwania Kierownik: dr inż. Jacek ŚWIDERSKI. okres realizacji: 2007-2009, źródło finansowania MNiSW


Publikacje z w czasopismach z listy JCR, powstałe w latach 2012-2014

2014

1J. Swiderski, M. Michalska, W. Pichola, M. Mamajek, „Generation of 25-ns pulses with a peak power of over 10 kW from a gain-switched, 2-mm Tm-doped fibre laser and amplifier system,” Quanum Electronics 44 (4) 294-297 (2014).

2J. Swiderski, F. Théberge, M. Michalska, P. Mathieu, D. Vincent, „High average power supercontinuum generation in a fluoroindate fiber,” Laser Physics Letters 11 (1), 015106 (2014).

3J. Swiderski, M. Michalska, C. Kieleck, M. Eichhorn, and G. Mazé; „High power supercontinuum generation in fluoride fibers pumped by 2 μm pulses,” IEEE Photonics Technology Letters 26 (2), 150-153 (2014).

4M. Michalska, J. Swiderski, M. Mamajek, „Arbitrary pulse shaping in Er-doped fiber amplifiers – possibilities and limitations,” Optics & Laser Technology 60, 8-13 (2014).

5J. Swiderski, M. Michalska, „High power supercontinuum generation in a ZBLAN fiber with very efficient power distribution towards the mid-infrared,” Optics Letters 39 (4), 910-913 (2014).

6J. Kwiatkowski, W. Zendzian, J.K. Jabczynski, J. Swiderski, „Continuous-wave and high repetition rate Q-switched operation of Ho:YLF laser in-band pumped by a linearly polarized Tm:fiber laser,” Optics & Laser Technology 63, 66-69 (2014).

7M. Michalska, J. Swiderski, „Highly efficient, kW peak power, 1.55 µm all-fiber MOPA system with a diffraction limited laser output beam”, Applied Physics B – Lasers and Optics, in press (2014).

8J. Swiderski, High-power mid-infrared supercontinuum sources: Current status and future perspectives, Progress in Quantum Electronics 38 (5), 189-235 (2014).

2013

1J. Swiderski, M. Maciejewska, „The generation of a broadband, spectrally flat supercontinuum extended to the mid-infrared with the use of conventional passive single-mode fibers and thulium-doped single-mode fibers pumped by 1.55 μm pulses”, Laser Physics Letters 10 (1), 015106 (2013).

2J. Swiderski, M. Maciejewska, J. Kwiatkowski, M. Mamajek, „An all-fiber, resonantly pumped, gain-switched, 2 μm Tm-doped silica fiber laser,” Laser Physics Letters 10 (1), 015107 (2013).

3J. Swiderski, M. Michalska, „Mid-infrared supercontinuum generation in a single-mode thulium-doped fiber amplifier,” Laser Physics Letters 10 (3), 035105 (2013).

4J. Swiderski, M. Michalska, G. Maze, „Mid-IR supercontinuum generation in a ZBLAN fiber pumped by a gain-switched mode-locked Tm-doped fiber laser and amplifier system,” Optics Express 21 (7), 7851-7857 (2013).

5J. Swiderski, M. Michalska, „Generation of self-mode-locked resembling pulses in a fast gain-switched thulium-doped fiber laser,” Optics Letters 38 (10), 1624-1626 (2013).

6J. Swiderski, M. Michalska, W. Pichola, M. Mamajek, „Flatly broadened mid-infrared supercontinuum generation in a cascade of thulium-doped silica fiber amplifiers,” Optical Fiber Technology 19 (5), 414-418 (2013).

7J. Swiderski, M. Michalska, „Over three-octave spanning supercontinuum generated in a fluoride fiber pumped by Er & Er:Yb-doped and Tm-doped fiber amplifiers,” Optics & Laser Technology 52, 75-80 (2013).

2012

1M. Eckerle, C. Kieleck, J. Swiderski, S.D. Jackson, G. Mazé, M. Eichhorn, „Actively Q-switched and mode-locked Tm3+-doped silicate 2 μm fiber laser for supercontinuum generation in fluoride fiber,” Optics Letters 37 (4), 512-514 (2012).

2J. Swiderski, M. Maciejewska, „Watt-level, all-fiber supercontinuum source based on telecom-grade fiber components”, Applied Physics B – Lasers and Optics 109 (1), 177-181 (2012).

Publikacje w innych recenzowanych czasopismach, powstałe w latach 2012-2014

1W. Pichola, M. Maciejewska, M. Mamajek, J. Kwiatkowski, J. Świderski, „Układ zasilania i sterowania impulsowej diody laserowej z rozłożonym sprzężeniem zwrotnym pracującej w paśmie widmowym bezpiecznym dla wzroku”, Elektronika, vol. 53, nr 5, 77-80 (2012).

2M. Maciejewska, J. Świderski, „Symulacje wzmacniania promieniowania w światłowodach aktywnych domieszkowanych jonami Er3+”; Biuletyn WAT, vol. LXI, nr 3, 37-51 (2012).

3J. Świderski, M. Michalska, W. Pichola, M. Mamajek, „Światłowodowy generator supercontinuum zakresu średniej podczerwieni – przykład technologii podwójnego zastosowania”, Elektronika, vol.53, nr 11, 85-88 (2012).

4J. Swiderski, M. Michalska, W. Pichola, J. Kwiatkowski, L. Galecki, „A 2 μm, gain-switched Tm-doped fiber laser and an amplifier system with an output average power of 9 W at 50 kHz”, Photonics Letters of Poland 5 (3), 103-105 (2013). DOI: 10.4302/plp.2013.3.08

5J. Kwiatkowski, J. Swiderski, W. Zendzian, J. K. Jabczynski, L. Gorajek, and M. Kaskow, „A resonantly pumped, Q-switched Ho:YLF laser with an output energy of 5 mJ at 1 kHz”, Photonics Letters of Poland 6 (1), 5-7 (2014). DOI: 10.4302/plp.2013.3.08

6J. Swiderski, „Watt-level, fluoride fiber-based supercontinuumlight sources with efficient power distribution in the mid-infrared,” Proc. SPIE 9441, 94410A (invited paper), XIX Polish-Slovak-Czech Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, Jenia Gora, Poland; 8-12 September 2014.

7M. Michalska, J. Świderski, „Three-octave spanning supercontinuum generation in a fluoride (ZBLAN) fiber” Proc. SPIE 8902, 89021A (2013).

8M. Michalska, J. Świderski, W. Zendzian, „All-fiber laser transmitter, operating in the eye-safe spectral region – first stage”, Proc. SPIE. 8702, 870202 (2013).

9M. Michalska, J. Świderski, „Low-loss fiber fusion splicing – a main requirement for the developing of all-fiber laser system technology”, Proc. SPIE. 8702, 870206, (2013).

10J. Swiderski, M. Maciejewska, W. Pichola, J. Kwiatkowski, M. Mamajek, „Gain-switching pulse generation of a thulium-doped fiber laser pumped at 1550 nm”, Proc. SPIE. 8702, 87020L (2013).

11J. Swiderski, M. Maciejewska, „Supercontinuum generation with the use of nanosecond pulses at the wavelength of 1550 nm”, Proc. SPIE. 8702, 870205 (2013).

12M. Eckerle, C. Kieleck, P. Hubner, J. Swiderski, S. D. Jackson, G. Maze, M. Eichhorn, „High-average-power actively-mode-locked Tm3+ fiber lasers”, Proc. SPIE 8237, 823740, (2012).

13J. Swiderski, M. Maciejewska, W. Pichola, J. Kwiatkowski, M. Mamajek, „Eye-safe, pulsed, kW-peak power, high repetition rate, all-fiber MOPA source”, Proc. SPIE 8433, 84331E, (2012).

14J. Kwiatkowski, J.K. Jabczynski, W. Zendzian, J. Swiderski, M. Kaskow, L. Gorajek, „A highly efficient resonantly pumped Ho:YAG laser”, Proc. SPIE 8433, 84331J (2012).

Zgłoszenia patentowe

1zgłoszenie patentowe (Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej) nr P.408353 z dnia 28.05.2014 r., „Sposób emisji promieniowania laserowego z dwupłaszczowego światłowodu wielomodowego”; M. Michalska, J. Świderski

2zgłoszenie patentowe (Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej) nr P.408352 z dnia 28.05.2014 r., „Sposób generacji promieniowania supercontinuum o płynnie regulowanej szerokości widma w ośrodku nieliniowym”; J. Świderski, M. Michalska, Ł. Gałecki

3zgłoszenie patentowe (Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej) nr P.407137 z dnia 11.02.2014 r., „Sposób kształtowania impulsu prądowego diody laserowej”, M. Michalska, M. Mamajek, W. Pichola, J. Świderski

Laboratoria

Zespół dysponuje pomieszczeniami laboratoryjnymi o powierzchni ok. 200 m2 z zainstalowanymi systemami chłodzenia i wentylacji. Laboratoria wyposażone są w stoły optyczne i dedykowany systemy zasilania. Stanowiska pomiarowe przystosowane są do kompleksowej charakteryzacji parametrów promieniowania laserowego w obszarze bliskiej i średniej podczerwieni, budowy światłowodowych układów laserowych oraz prowadzenia testów końcowych konstruowanych urządzeń laserowych.

Aparatura

Zespół dysponuje m.in. następującą aparaturą badawczą:

  • Spawarka światłowodowa GPX-3400 firmy VYTRAN;
  • Oscyloskop cyfrowy TYP: Agilent Technologies MSO7104B;
  • Analizator sygnałów optycznych OSA AQ6375 Yokogawa;
  • Spektrometr SP2300i (pasmo pomiarowe:650-5500 nm)
  • Analizator jakości wiązki promieniowania laserowego LBA M2-200;
  • Generator przebiegów arbitralnych RIGOL DG3121A.
  • różnego rodzaju mierniki mocy promieniowania laserowego
  • różne diody laserowe z wyjściem światłowodowym (790 nm 808 nm, 976 nm,1550 nm)
  • różne układy zasilania i chłodzenia do diod laserowych (do mocy 3 kW)
  • Kamery pyroelektryczne Pyrocam III
  • Kamera OMA V firmy Princeton Instruments
  • szereg unikalnych optoelektronicznych układów zasilania i sterowania (własnego autorstwa) dedykowanych do układów laserowych