LCP-2008

Kierunek Fotonika na Wydziale Fizyki PW

Tomasz R. Woliński

Zakład Optyki i Fotoniki Wydział Fizyki PW

LCP-2008

Key Enabling Technologies in Europe (‘11)

1. Nano(micro)electronics

2. Nanotechnology

3. Advanced materials

4. Biotechnology

5. PHOTONICS

LCP-2008

Najważniejsze odkrycia XX wieku

Samolot (1903) Tranzystor i układ scalony (mikroelektronika) (1947) Komunikacja bezprzewodowa (Radio, TV, telefony komórkowe) Satelita Lasera i technologia fotoniczna (1960) Telekomunikacja światłowodowa (1970) Komputer TV, HDTV, DVD Internet (~1995)

LCP-2008

Fotonika - Optoelektronika

Dr Tyler Krupa (OSA): CFO

LCP-2008

Fotonika

Definicja fotoniki według Pierre Aigrain’sa (1967):

“Fotonika jest nauką o wykorzystaniu światła” Fotonika obejmuje zjawiska:

Generacji światła Kierowania światłem

Detekcji światła poprzez

prowadzenie sterowanie

wzmacnianie a co

najważniejsze… „Wykorzystanie światła z pożytkiem dla ludzkości”

LCP-2008

Fotonika

Technika i technologia: generowania i używania światła oraz innych form promieniowania elektromagnetycznego:

Foton - jednostka kwantowa

Nauka: emisja światła, transmisja, odbicie, wzmacnianie i detekcja poprzez elementy optyczne i aparaturę, lasery i inne źródła światła, elektrooptyczne instrumenty badawcze

Lasery, światłowody Zastosowania: generowanie energii i jej pomiar, komunikacja, przetwarzanie informacji

Czujniki fotoniczne, holografia

LCP-2008

Fotonika – jak to się zaczęło? 1960 – wynalezienie laser i diody laserowej, Lata 70 – rozwój światłowodów do transmisji sygnałów za pomocą światła

Lata 80 - ‘fotonika’ znajduje powszechne zastosowanie w życiu kiedy transmisja światłowodowa została zaadoptowana przez operatorów sieci telekomunikacyjnych, Dziś: lasery w przemyśle, czujniki biologiczne i chemiczne, diagnostyka medyczna i terapia, technika oświetleniowa i multimedialna, optyczne sieci komputerowe…

www.photonics21.org

LCP-2008

LCP-2008

Informatyka i komunikacja

www.photonics21.org

Fotonika w telekomunikacji:

Sieci bardziej przejrzyste

Sieci bardziej dynamiczne

Sieci znacznie szybsze

Sieci bardziej energooszczędne

LCP-2008

Produkcja przemysłowa i jakość

Lasery spełniają wiele zadań w przemyśle: Cięcie i łączenie Wiercenie Grawerowanie

Od najmniejszych do największych, od produkcji masowej po pojedyncze egzemplarze:

wiązka laserowa - jedno z najbardziej uniwersalnych narzędzi naszych czasów

www.photonics21.org

LCP-2008

Nauki biologiczne i zdrowie

Fotonika w biologii i ochronie zdrowia: Mikroskopia – podgląd komórek i bakterii

nowoczesne chirurgiczne narzędzia w neurochirurgii okulistyce i chirurgii

Systemy obrazowania - tomografię komputerową i rezonans magnetyczny

Endoskopia – łatwy dostęp do wnętrza ludzkiego ciała w najmniej inwazyjny sposób

www.photonics21.org

LCP-2008

Zielona fotonika

fotowoltaika

oszczędzanie energii

ograniczenie emisji gazów

cieplarnianych Zielona fotonika jest kluczową

technologią globalnej równowagi

dwutlenku węgla w atmosferze

www.photonics21.org

LCP-2008

Czujniki światłowodowe w materiałach kompozytowych

Sieć włókien światłowodowych umieszczonych wewnątrz materiałów kompozytowych w procesie produkcji.

LCP-2008

Światłowody fotoniczne

hollo

w c

ore

– p

hoto

nic

band

gap

whi

te-li

ght

hollo

w c

ore

highly nonlinear small core

endlessly single-mode (far-field)

pola

risa

tion

mai

ntai

ning

endlessly single-mode

extruded supercontinuum fibre (Schott SF6 glass)

LCP-2008

Ciekłe kryształy Te

rmot

ropo

we

ciek

łe k

rysz

tały

Ciekłe kryształy(1888) – Faza niebieska Nagroda Nobla z Fizyki (1991)

LCP-2008

Photonics at Faculty of Physics

16

PHOTONIC CRYSTAL FIBERS • optical properties of photonic crystal fibers; • design and characterization of photonic liquid crystal fibers.

LCP-2008

Tunable PLCF devices

LCP-2008

Photonics at Faculty of Physics

18

OPTICAL FIBER SENSORS: for stress monitoring of composite materials; for monitoring of gas infrastructure in industry; for vibration monitoring.

LCP-2008

Photonics at Faculty of Physics

19

OPTICAL TOMOGRAPHY polarimetric tomography; breast cancer recognition; gel dosimetry with Optical Computed Tomography.

LCP-2008

Photonics at Faculty of Physics

EXTENDED DEPTH-OF-FIELD IMAGING • designing of diffractive and refractive imaging elements; • presbyopic human eye modeling and correction methods analysis; • development of machine vision techniques.

20

LCP-2008

Photonics at Faculty of Physics

21

NONLINEAR OPTICS • nonlinear phenomena in nematic liquid crystals • spatial solitons for switching and routing light • nonlinear waveguides and photonic crystal fibers

LCP-2008

LCP-2008

Photonics has played many important roles in enabling the

Broadband Global Internet and

Worldwide Broadband Transformation and will continue to do so over the next 30 years

Photonics will also have significant future impact in the 21st century in many areas beyond broadband

information technologies

LCP-2008

XXI Photonics Century Photonics 21