Probíhající:
Kolimátory s gradientním indexem lomu pro vazbu na optická vlákna
Technologická agentura ČR - TREND (18 685 tis. Kč)
Číslo smlouvy: FW10010261
Termíny řešení: 2024-2026
Hlavní příjemce: SQS Vláknová optika a.s.
Spolunavrhovatel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.
Popis: Cı́lem projektu je výzkum a vývoj nové technologie výroby kolimátorů s gradientnı́m indexem lomu pro vazbu na optická vlákna splňujı́cı́ parametry pro zvolené aplikace.
Pokročilé anorganické nanokompozity pro distribuované senzory škodlivého záření
Grantová agentura ČR (9 056 tis. Kč)
Číslo smlouvy: GA23-05507S
Termíny řešení: 2023-2025
Spolunavrhovatel: doc. Ing. Pavla Nekvindová, Ph.D.
Popis: Projekt je zaměřen na experimentální výzkum přípravy a vlastností transparentních anorganických nanokompozitů obsahujících radioluminiscenční keramické nanočástice. Budeme studovat vznik, chemickou a teplotní stabilitu radioluminiscenčních nanočástic Ce:YAG a Zn2SiO4 distribuovaných v ternárních anorganických sklech o složení Y2O3-Al2O3-SiO2 a ZnO-Al2O3-SiO2. Nanokompozity budou připraveny konvenčním tavením následovaným řízenou teplotní rekrystalizací, vakuovým sintrováním nanočástic nebo metodou aerodynamické levitace. Vybrané vzorky budou vytaženy do optických vláken. Vyhodnotíme vliv struktury a složení nanokompozitů na radioluminiscenční vlastnosti. Výsledky rozšíří obecné poznání o vzniku radioluminiscenčních keramických nanočástic v anorganických nanokompozitech a přispějí k objasněn vlivu struktury a složení nanokompozitů na radioluminiscenční vlastnosti. Nanokompozity mohou být využity pro konstrukci scintilačních detektorů nebo distribuovaných senzorů škodlivého záření.
Scintilační sklo-keramika a optická vlákna s odezvou ve viditelné a infračervené oblasti
Juniorský grant rektora VŠCHT Praha (220 tis. Kč), No: A2_FCHT_2024_048, rok: 2024, hlavní navrhovatel: Ing. Petr Vařák, Ph.D.
Výzkum krystalických fází v systému ZnO-Al2O3-SiO2 pro aplikaci v radioluminiscenčních vláknových sensorech
Studentský vědecký projekt VŠCHT Praha (150 tis. Kč), No: A2_FCHT_2024_060, rok: 2024, hlavní navrhovatel: ing. Jakub Volf
Ukončené (posledních 10 let):
Vývoj nových materiálů pro detekci a účinné varování před ionizujícím zářením
Ministerstvo Vnitra ČR, (7 694 tis. Kč), No: VI20192022152, roky: 2019-2022, členové výzkumného týmu: Jakub Cajzl
Popis: Cílem předkládaného projektu je vývoj a testování nových keramických a monokrystalických oxidových scintilačních materiálů použitelných v detekci vysokoenergetického záření nebo neutronů. Rozpoznávání a detekce těchto ionizujících záření lze využít v oblasti činností vyhodnocování zvýšeného bezpečnostního rizika nebo v případech krizových situací (jaderná havárie, teroristický útok). Pro použití v detekci záření vysokých energií (X-ray, gamma-ray) se projekt zaměří na materiály s vysokým efektivním protonovým číslem, vysokým světelným výtěžkem a energetickým rozlišením. Úkol bude pak mít dvě části, a to testování materiálů s rychlým dosvitem luminiscence v řádech ns pro použití pro pulse-counting detektory a dále hledání materiálů s pomalejším dosvitem použitelné v integračních detektorech. Tyto parametry budou optimalizovány například na následujících oxidových systémech: známé hliníkové granáty nebo perovskity modifikované admixováním těžkými prvky - např. multikomponentní granáty s možnou substitucí ve všech kationtových pozicích (s cílem zvýšit hustotu materiálu, zrychlit scintilační odezvu a zároveň testovat nové aktivátory); perovskity velkých kationtů s dotacemi dalších prvků vzácných zemin, případně přechodových kovů. Dalšími testovanými materiály pro tuto aplikaci pak mohou být oxidy těžkých kovů (např. HfO2, hafnáty, tantaláty kovů alkalických zemin). Zvláštní kapitolou bude optimalizace účinnosti používaných dopantů pomocí kodopace za účelem zrychlení scintilační odezvy a zvýšení scintilační účinnosti. V oblasti detekce neutronů (zejména termálních neutronů) bude cíleno na materiály s dostatečným světelným výtěžkem, středně rychlou odezvou a s dostatečnou chemickou stabilitou. Pro tento účel budou testovány oxidy obsahující Li (např. alumináty, niobáty a další sloučeniny dotované kovy vzácných zemin nebo d-kovy), případně B nebo Gd (např. komplexní boráty, granáty admixované borem a gadoliniem).
Příprava a charakterizace optických nanostruktur energetickými iontovými svazky
Grantová agentura ČR (7 959 tis. CZK), No: GA15-01602S, roky: 2018-2020, spolunavrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Nano-struktury pro optiku a fotoniku budu vytvářeny v krystalech a amorfních materiálech metodou iontové implantace, která nabízí možnost přípravy vysoce funkčních zařízení. Soustředíme se na studii monokrystalických materiálů a skel implantovaných ionty kovů a lehkými ionty. Vhodná kombinace substrátu a implantovaného iontu nám umožní připravit materiál s požadovanými vlastnostmi (optickými, elektrickými). Naším cílem je definovat vztah mezi vlastnostmi připravených mikrostruktur a optickými vlastnostmi (šířka zakázaného pásu, fotoluminiscence), případně strukturálními změnami a polohou dopantu v hostitelské struktuře.Energetické ionty modifikující pevnou látku budou použity pro fundamentální studii energetických ztrát iontů v amorfních a krystalických materiálech a současně bude prováděna validace stávajících semi-empirických modelů, simulace a znalost empirických dat jsou nezbytné při vytváření nano-struktur metodou iontové implantace. Měření brzdění iontů ve sloučeninách bude prováděno transmisní metodou a metodou zpětného odrazu iontů.
Flexibilní 2D a 3D polymerní fotonické struktury
Technologická agentura ČR, Epsilon, (15 212 tis. Kč), No: TH01020276, roky: 2015-2018, členové výzkumného týmu: Pavla Nekvindová
Popis: Cílem projektu je vývoj polymerních 2D a 3D kanálkových vlnovodů a optických rozbočnic typu 1x2Y, které umožní přenos optického signálu mezi optoelektrickými moduly. Struktury budou realizovány na substrátech desek plošných spojů FR4 a na elastických nebo flexibilních polymerních podložkách pro vlnové délky 650, 850, 1310 a 1550 nm. Na substrátech FR4 jsou běžně realizované i elektrické obvody a vytvoření optických kanálkových vlnovodů umožní i realizaci optoelektrických obvodů přímo na těchto substrátech. Vlnovody na ohebných podložkách umožní přenos optického signálu pro propojení optoelektrických modulů, jako jsou například moduly rack-to-rack, board-to-board, multi-chip modules a on-board.
Příprava a charakterizace optických nanostruktur energetickými iontovými svazky
Grantová agentura ČR (7 959 tis. Kč), No: GA15-01602S, roky: 2015-2017, spolunavrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Nano-struktury pro optiku a fotoniku budu vytvářeny v krystalech a amorfních materiálech metodou iontové implantace, která nabízí možnost přípravy vysoce funkčních zařízení. Soustředíme se na studii monokrystalických materiálů a skel implantovaných ionty kovů a lehkými ionty. Vhodná kombinace substrátu a implantovaného iontu nám umožní připravit materiál s požadovanými vlastnostmi (optickými, elektrickými). Naším cílem je definovat vztah mezi vlastnostmi připravených mikrostruktur a optickými vlastnostmi (šířka zakázaného pásu, fotoluminiscence), případně strukturálními změnami a polohou dopantu v hostitelské struktuře.Energetické ionty modifikující pevnou látku budou použity pro fundamentální studii energetických ztrát iontů v amorfních a krystalických materiálech a současně bude prováděna validace stávajících semi-empirických modelů, simulace a znalost empirických dat jsou nezbytné při vytváření nano-struktur metodou iontové implantace. Měření brzdění iontů ve sloučeninách bude prováděno transmisní metodou a metodou zpětného odrazu iontů.
Aktivní a kompatibilní senzorové prvky pro řádové zlepšení citlivosti standardních ramanových fotometrů převážně určené pro oblast životního prostředí
Technologická agentura ČR (20 879 tis. Kč), No: TA04021007, roky: 2014-2017, spolunavrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Cílem projektu je vývoj, optimalizace a výroba senzorových prvků schopných řádově zvýšit citlivost a odezvu standardních ramanových případně fluorometrických fotometrů. Zmíněné fotometry patři k běžnému vybavení analytických laboratoři, kde slouží za účelem kvantitativné a kvalitativní identifikace chemických sloučenin. Navržené prvky budou kompatibilní se standardním laboratorním vybavením a podstatné vylepšení odezvy a tím citlivosti zmíněných fotometrů se dosáhne využitím speciálních optických senzorových prvků. Fyzikálním základem jejich fungování je plazmonová resonance, ke které dochází na nano-strukturovaném povrchu některých kovů (speciálně upravená optická mřížka). Výhodou je, že takto připravené senzorové prvky budou levné a umožní analýzu a identifikaci chemických sloučenin i ve stopových množstvích.
Příprava a vlastnosti nanokrystalického diamantu pro fotonické aplikace
Grantová agentura ČR (5 982 tis. Kč), No: GA14-05053S, roky: 2014-2016, členové výzkumného týmu: Pavla Nekvindová, Jakub Cajzl
Popis: Projekt je zaměřen na základní výzkum a optimalizaci tenkých vrstev nanokrystalického diamantu (NCD) s ohledem na možné aplikace v oblasti fotoniky a sensorové techniky v blízké infračervené oblasti spektra. Důraz je kladen na přípravu opticky hladkých tenkých vrstev s nízkým rozptylem a vysokou propustností deponovaných na podložkách s nižším indexem lomu. Navazování světla do planárních struktur bude dosaženo pomocí hranolu, taperovaných vlnovodů, difrakční mřížky a také pomocí fotoluminiscence nanočástic zabudovaných do fotonické struktury. Šíření světla bude charakterizováno měřením optického útlumu. Součástí projektu je základní výzkum a vývoj plasmatických metod úpravy povrchu s následným systematickým studiem chemických a fyzikálních vlastností povrchu pomocí infračervené spektroskopie a fotoluminiscenční spektroskopie. Součástí projektu bude také ověření možnosti dopovat NCD vrstvy laserově aktivními ionty.
Příprava a charakterizace vlastností nových silikátových skel obsahujících kovové nanočástice: Studium vztahů mezi podmínkami přípravy, sloření skel a výslednými nelineárními optickými vlastnostmi
Bilateral: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR (96 tis. Kč) + AUT, No: 7AMB12AT005, roky: 2012-2013, spolunavrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Cílem projektu je především získat originální vědecké výsledky měřením nelineárních optických vlastností metodou Z-scan, která není v ČR k dispozici, a prohloubit již navázanou, dobře fungující spolupráci se zahraničním spolunavrhovatelem. Základním výzkumným cílem tohoto projektu nalezení vztahů mezi dotovaným iontem, jeho způsobem dotování, strukturou a složením skla a optickými vlastnostmi připravených optických vrstev. Nově získané informace a znalosti povedou k pochopení dějů probíhajících ve sklech při iontové výměně či implantaci a v budoucnosti mohou být zužitkovány při přípravě kvalitních optických prvků (spínačů). Dalším přínosem bude prezentace výsledků formou příspěvku na mezinárodních konferencích a publikace ve vědeckých časopisech.
Nové technologie pro přípravu vlnovodných tenkovrstvých laserů
Grantová agentura ČR (2 726 tis. Kč), No: GAP106/10/1477, roky: 2010-2012, hlavní navrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Námětem předkládaného projektu je příprava tenkých vrstev vhodných pro fotoniku. Tenké vrstvy budou vytvářeny pomocí dvou základních postupů - (i) depozice tenké vrstvy YAG a LiNbO3 na povrch krystalů metodami sol-gel nebo laserovou depozicí, a (ii) vytvoření tenké vrstvy v povrchu substrátu difusními metodami, např. iontovou výměnou nebo iontovou implantací. Tenké vrstvy budou obsahovat " vlnovod tvořící " dopanty a laserově aktivní dopanty (ionty f-prvků jako Nd, Tb, Er) a/nebo senzibilizéry(ionty d-prvků jako Cr,Mn). Na základě provedených experimentů bude formulována perspektivní kombinace substrátových materiálů a dopantů ve spojení s vhodnou technologií, tak aby bylo možné využití připravených tenkých vrstev jako tenkovrstvého vlnovodného laseru pracujícího při jinak obtížně dosažitelných vlnových délkách v NIR a UV-VIS.
Optické vlnovody v niobičnanu lithném připravené nízkoteplotními procesy
Grantová agentura ČR (670 tis. Kč), No: GA102/99/D017, roky: 1999-2002, hlavní navrhovatel: Pavla Nekvindová
Popis: Niobičnan lithný je známý a hojně využívaný optoelektronický materiál. V současné době je jedním z nejčastěji používaných způsobů přípravy optických vlnovodů v niobičnanu lithném nízkoteplotní metoda protonové výměny s následnou stabilizací ( APE - annealed proton exchange). Při přípravě kvalitních APEvlnovodů s předem danými parametry je nezbytná znalost souvislostí mezi optickými vlastnostmi vlnovodů a složením, resp. dalšími vlastnostmi vlnovodných vrstev. Náplní předkládaného projektu bude systematické studium vztahů mezi optickými vlastnostmi ( především mimořádným indexem lomu) a složením, příp.dalšími vlastnostmi vlnovodné vrstvy. K tomuto účelu budou studovány hloubkové profily mimořádného indexu lomu a jejich závislosti na různých experimentálních podmínkách příprav APE vlnovodů v čistém niobičnanu lithném (které jsou vhodné pro přípravu dynamických optoelekronických struktur) a také vlnovody v substrátech niobičnanu lithného dotovaných laserově aktivními ionty.
Křemičitá optická vlákna dopovaná ionty vzácných zemin a nanočásticemi na bázi ZnO a Al2O3 pro vláknové lasery
Vědecká interní grantová agentura VŠCHT Praha (146 tis. Kč), No: A2_FCHT_2022_048, rok: 2022, hlavní navrhovatel: Petr Vařák
Zinečnato-křemičitanová skla dopovaná ionty vzácných zemin (Er3+, Ho3+, Tm3+) s obsahem nanočástic ZnO pro využití ve fotonice
Vědecká interní grantová agentura VŠCHT Praha (146 tis. Kč), No: A2_FCHT_2021_039, rok: 2021, hlavní navrhovatel: Petr Vařák
Vliv fononové energie a struktury skel na fotoluminiscenci iontů vzácných zemin
Vědecká interní grantová agentura VŠCHT Praha (146 tis. Kč), No: A2_FCHT_2020_058, rok: 2020, hlavní navrhovatel: Petr Vařák
