Zespół swoimi korzeniami sięga początkowej fazy rozwoju laserów w WAT. Profil badań zespołu ewaluował, na przestrzeni lat, od elektroniki kwantowej do tematyki związanej z wykorzystaniem systemów optoelektronicznych w urządzeniach naprowadzających. Obecnie realizowane prace badawczo-rozwojowe dotyczą zastosowania nowoczesnych optoelektronicznych systemów detekcji w zakresie widmowym podczerwieni do wyszukiwania i śledzenia celów powietrznych oraz głowic optoelektronicznych naprowadzających na te cele. Unikalna aparatura badawcza laboratoryjna i poligonowa umożliwia prowadzenie prac naukowych, konstruktorskich i wdrożeniowych, głównie w tematyce obrony przeciwlotniczej bliskiego zasięgu. Wdrażane w przemyśle wyniki prac badawczych wykorzystywane są w sektorze wojskowym i cywilnym. Prace zespołu mają istotny wpływ na stan wyposażenia naszej armii w środki obrony rakietowej.

W Zespole prowadzone są badania dotyczące niskoszumowych układów elektronicznych, wysokoczułych fotoodbiorników pracujących w zakresie promieniowania od EUV do IR, układów detekcji bezpośredniej, zaawansowanych metod detekcji promieniowania optycznego, sensorów promieniowania optycznego, sensorów niebezpiecznych gazów, markerów chorobowych i par materiałów wybuchowych.

Działalność dydaktyczna i badawcza prowadzona jest w trzech laboratoriach: podstaw optoelektroniki, detekcji sygnałów optycznych oraz miernictwa optoelektronicznego. Laboratoria są bogato wyposażone w nowoczesne lasery półprzewodnikowe do badań spektroskopowych i telekomunikacyjnych, lasery z obszaru „niebieskiej optoelektroniki”, lasery kaskadowe, detektory termiczne i fotonowe, mierniki mocy i energii promieniowania optycznego, spektrometry, monochromatory, oscyloskopy oraz wiele innych nowoczesnych przyrządów elektronicznych. Zakres prowadzonych zajęć dydaktycznych obejmuje przede wszystkim problematykę związaną z detekcją promieniowania optycznego, szeroko pojętą optoelektroniką, systemami wykrywania i informowania o zagrożeniach oraz elementami energetyki. Prowadzone są także zajęcia dla doktorantów z zakresu przetwarzania sygnałów optycznych.

W ramach działalności naukowej w Zespole opracowano:

  • przenośny optoelektroniczny czujnik NOx do monitoringu atmosfery,
  • bezprzewodowy systemy łączności optycznej w zakresie spektralnym 8-12 mikrometrów,
  • układy zasilania, sterowania i chłodzenia do laserów kaskadowych,
  • optoelektroniczny czujnik par materiałów wybuchowych.

Obecnie w Zespole prowadzone są prace dotyczące możliwości wykrywania niebezpiecznych materiałów za pomocą metod spektroskopowych wykorzystujących przestrajane lasery kaskadowe, a także wysokoczułych sensorów markerów chorobowych zawartych w wydychanym powietrzu.

Zapraszamy do odwiedzenia strony zespołu www.zdso.wat.edu.pl.

Skład zespołu

Kierownik Zespołu Detekcji Sygnałów Optycznych

płk dr hab. inż. Jacek Wojtas, prof. WAT

Członkowie Zespołu:

  • prof. dr hab. inż. Zbigniew Bielecki
  • dr inż. Mirosław Nowakowski
  • ppłk dr inż. Janusz Mikołajczyk
  • ppłk dr inż. Dariusz Szabra
  • mjr mgr inż. Artur Prokopiuk
  • por. mgr inż. Krzysztof Achtenberg
  • dr inż. Beata Pietrzyk
  • mgr Agnieszka Kędra-Sulej

Projekty aktualnie realizowane

1Emitery i detektory podczerwieni nowej generacji do zastosowań w urządzeniach do detekcji śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych. Kierownik: dr inż. Jacek WOJTAS. Okres realizacji: 2012-2015, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

2Optoelektroniczny system sensorów markerów chorobowych. Kierownik: prof. dr hab. Zbigniew BIELECKI. Okres realizacji: 2012-2015, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Projekty zakończone

1Analiza doboru układu zasilania, sterowania i chłodzenia do laserów kaskadowych. Kierownik: dr Janusz MIKOŁAJCZYK. Okres realizacji: 2010-2013, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

2Analiza możliwości wykrywania niebezpiecznych materiałów za pomocą metod spektroskopowych wykorzystujących przestrajane lasery kaskadowe. Kierownik: dr Dariusz SZABRA. Okres realizacji: 2010-2013, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

3Prekoncentratory i detektory do wysokoczułych sensorów wybranych gazów niebezpiecznych. Kierownik: prof. dr hab. Zbigniew BIELECKI. Okres realizacji: 2010-2012, Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

4Opracowanie optoelektronicznego czujnika par materiałów wybuchowych. Kierownik: dr Jacek WOJTAS. Okres realizacji: 2009-2011, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

5Wielospektralny optoelektroniczny czujnik gazu działający w oparciu o metodę spektroskopii strat we wnęce optycznej. Kierownik: dr Jacek WOJTAS. Okres realizacji: 2009-2011, Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

6Opracowanie optoelektronicznego sensora przeznaczonego do wykrywania obecności materiałów wybuchowych. Kierownik: Prof. Zbigniew BIELECKI. Okres realizacji: 2008-2010, Departament Nauki i Szkolnictwa Wyższego, MON.

7Stanowisko do badań czułości widmowej detektorów promieniowania o długości fali 13,5 nm na potrzeby nanolitografii. Kierownik: Dr Janusz MIKOŁAJCZYK. Okres realizacji: 2008-2010, MNiSW.

8Przenośny optoelektroniczny czujnik NOx do monitoringu atmosfery. Kierownik: Prof. Zbigniew BIELECKI. Okres realizacji: 2007-2010, MNiSW.

9Monitoringu, identyfikacja i przeciwdziałania zagrożeniom bezpieczeństwa obywateli: zadania 4.2. Kierownik: Prof. Zbigniew Bielecki. Okres realizacji: 2007-2010, MNiSW.


Publikacje w czasopismach z listy filadelfijskiej

2013

1J. Wojtas, J. Mikołajczyk, Z. Bielecki “Aspects of the Application of Cavity Enhanced Spectroscopy to Nitrogen Oxides Detection” Sensors 2013, 13(6), 7570-7598.

2J. Wojtas, T. Stacewicz, Z. Bielecki, B. Rutecka, R. Medrzycki, J. Mikolajczyk “Towards optoelectronic detection of explosives” Opto-electron. Rev. 2013, 21(2), 210-219.

3J. Mikołajczyk, W. Pichola, J. Wojtas, M. Mamajek, M. Garlińska, A. Prokopiuk, Z. Bielecki „Laboratory system for quantum cascade lasers researching” Acta Phys. Pol. A 2013, 124(3), 505-508.

4J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikolajczyk, B. Rutecka, R. Medrzycki „Nitrogen oxides optoelectronic sensors operating in infrared range of wavelengths” Acta Phys. Pol. A 2013, 124(3), 592-594.


2012

1J. Mikołajczyk, M. Garlińska, M. Wesołowski, J.S. Wojtas, Z. Bielecki “Compact QCL driver for free space transmitter” Bull. Pol. Acad. Sci. –Te. 2012, 60, 763-768.

2J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, M. Nowakowski “Ultrasensitive laser spectroscopy for breath analysis” Opto-Electron. Rev. 2012, 20, 77-90.

3T. Stacewicz, J. Wojtas, Z. Bielecki, M. Nowakowski J. Mikołajczyk, R. Mędrzycki, B. Rutecka, “Cavity ring down spectroscopy: detection of trace amounts of substance” Opto-Electron. Rev. 2012, 20, 53-60.

4Z. Bielecki, J. Janucki, A. Kawalec, J. Mikołajczyk, N. Pałka, M. Pasternak, T. Pustelny, T. Stacewicz, J. Wojtas “Sensor and systems for the detection of explosive devices – an overview” Metrol. Meas. Syst. 2012, 19, 3-28.

5J. Mikołajczyk, M. Garlińska, M. Wesołowski, J.S. Wojtas, Z. Bielecki “Compact QCL driver for free space transmitter” Bull. Pol. Acad. Sci. –Te. 2012, 60, 763-768.


2011

1R. Rakowski, J. Mikołajczyk, A. Bartnik, H. Fiedorowicz, F. de Gaufridy de Dortan R. Jarocki, J. Kostecki, M. Szczurek, P. W. Wachulak “Laser-produced plasma EUV source based on tin-rich, thin-layer targets” Appl. Phys. B 2011, 102(3), 559-567.

2J. S. Wojtas “Two-channel optoelectronic sensor employing cavity enhanced absorption spectroscopy” Acta Phys. Pol. A 2011, 120(4), 763-766.

3J.S. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, R. Mędrzycki, B. Rutecka “Application of Quantum Cascade Lasers in Nitric Oxide and Nitrous Oxide Detection” Acta Physic. Pol. A 2011, 120(4), 794-797.

4J. S. Wojtas, J. Mikołajczyk, M. Nowakowski, B. Rutecka, R. Mędrzycki, Z. Bielecki, “Applying CEAS method to UV, VIS, and IR spectroscopy sensors” Bull. Pol. Acad. Sci. –Te. 2011, 59(4), 415-418.

5M. Gutowska, D. Pierścińska, M. Nowakowski, K. Pierściński, D. Szabra, J. Mikołajczyk, J.S. Wojtas, Z. Bielecki, “Transmitter with quantum cascade laser for free space optics communication system” Bull. Pol. Acad. Sci. –Te. 2011, 59(4), 419-423.


Publikacje w innych recenzowanych czasopismach

1J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikolajczyk „Ultrasensitive optoelectronic sensors for nitrogen oxides and explosives detection” Proc. SPIE 2013, 8703, 870309.

2Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Wojtas, J. Mikołajczyk, M. Nowakowski, D. Szabra, A. Prokopiuk, B. Rutecka. „Analiza możliwości wykrywania biomarkerów w wydychanym powietrzu”. Elektronika, 7, 2013.

3J. Mikołajczyk, J. Wojtas, A. Prokopiuk, H. Krzysiak, Z. Bielecki. Zautomatyzowany system do pomiaru parametrów energetycznych kwantowych laserów kaskadowych, PAK vol. 59, nr 4/2013, 277-280.

4J. Wojtas, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk , Z. Bielecki. „ Projekt optoelektronicznego systemu do wykrywania biomarkerów w oddechu”. Przegląd Elektroniczny, 2013, 139-141.

5D. Szabra, M. Nowakowski, J. Mikołajczyk, J. Wojtas, Z. Bielecki. „Układy sterowania laserami kaskadowymi”. Przegląd Elektroniczny, 2013, R.89, Nr 10, 43-46.

6Z. Bielecki, J. Wojtas, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, B. Rutecka, R. Medrzycki, A. Prokopiuk. Optoelektroniczne sensory gazów, PAK vol. 59, nr 4/2013, 287-291.

7Z. Bielecki, J. Mikołajczyk, J.S. Wojtas, T. Dąbrowski, R. Mędrzycki, J. Wawer „Bramka do wykrywania materiałów wybuchowych” Prz. Elektrotechn. 2012, 88, 29-31.

8J. Mikołajczyk, R. Niedbala, M. Wesołowski, J. Wojtas, D. Szabra, Z. Bielecki “An integrated driver for quantum cascade lasers” Proc. SPIE 2012, 8397, 83970G.

9J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, R. Mędrzycki, B. Rutecka “NO and N2O detection with CEAS method” PIERS 2012, 87-91.

Laboratoria

  • Laboratorium Detekcji Promieniowania Optycznego

Aparatura

Zespół dysponuje następującą aparaturą badawczą:

  • Stanowisko do wzorcowania czujników gazów. Jako urządzenie wzorcowe wykorzystywany jest system generatora gazów Kintek 491 składający się następujących modułów: 491M (Base Module), 491M-SD (Secondary Dilution), 491M-HG (Humidification), 491M-GF (Gas Feed);
  • Stanowisko do badań widm absorpcyjnych elektronowych (zakres UV-VIS) i rotacyjno-oscylacyjnych (zakres NIR-MIR). Stanowisko wyposażone jest w unikalny zestaw źródeł promieniowania: jednodomowe lasery QC firmy Alpes Lasers S.A. (5,263 µm, 4,530 µm), system laserowy firmy TOPTICA (409,5 nm, 13mW), lasery firmy TopGaN (410 nm, 500 mW, 50 ns, 1 kHz), laser przestrajalny firmy Ekspla o zakresie spektralnym, od 725 nm do 16 µm (czas trwania impulsu 80 ps, częstotliwość repetycji 1 kHz, energia impulsów w zależności od długości fali promieniowania od 1 do 400 µJ);
  • Stanowisko do kondycjonowania i wzbogacania badanych próbek. Stanowisko to służy do filtracji, osuszania oraz zwiększenia stężania analizowanej próbki gazowej o określonej objętości. Składa się z: filtru cząstek stałych, osuszaczy z membraną nafionową (PD200T, PD50T), układu wzbogacania badanych próbek (opracowanie własne IOE przy współpracy z Politechniką Warszawską);
  • Stanowisko do badania charakterystyk spektralnych elementów czujników. Głównym elementem stanowiska jest spektrometr−monochromator iHR−320 (Horiba Scientific) wraz z zestawem siatek dyfrakcyjnych oraz szerokopasmowych źródeł promieniowania (LHS−T250, LHS−GC);
  • Stanowisko do charakteryzacji laserów i optymalizacji laserowych układów sterowania. W skład stanowiska wchodzą: zestaw specjalizowanych sterowników prądowych (DEI Scientific model PCX-78420, Newport model 505B, ILX Lightwave (Newport) model ILX 3232), miernik długości fali Angstrem model QWS-GIR, kamera PYROCAM model PY-III-C-B firmy Spiricon, mierniki mocy promieniowania firmy Gentec i Standa wraz z głowicami pomiarowymi, moduły detekcyjne firmy Vigo System S.A., kontrolery temperatury firmy Arroryo 5310 i Newport model 350B, generatory Picosecond 12000 i DG 645, oscyloskopy Tektronix DSA 70404 i DPO 4104;
  • Stanowisko do badań i optymalizacji fotoodbiorników. W skład stanowiska wchodzą: zestaw wzmacniaczy fazoczułych (Lock-In) SR850 (Stanford Research Systems), analizator widma SR770 (Stanford Research Systems), generator AFG3052 (Tektronix), modulator akustooptyczny typu 12000-3200 firmy Crystal Technology Inc., niskoszumowe wzmacniacze prądowy SR570 i napięciowy SR560 (Stanford Research Systems).