V současné době naše skupina provádí základní výzkum v několika oblastech. Nové oblasti zájmu vznikají na základě projektů našich studentů především v oblastech optického zpracování signálu, metamateriálů, rentgenové difraktivní optiky, atd. Výzkumné zájmy skupiny lze rozdělit do následujících kategorií:
- Difraktivní optika a holografie
- Teorie, modelování a design fotonických mikro a nanostruktur
- Optické záznamové materiály
- Nanočástice a nanostruktury
- Optické pasti a manipulace
- Nelineární fotorefraktivní optika a prostorové solitony
- Tvorba povrchových nanostruktur pomocí iontových svazků
Difraktivní optika a holografie
| Hlavní a tradiční oblast zájmu naší skupiny, jejíž historie sahá do sedmdesátých let minulého století. Dnes zahrnuje širokou škálu problémů od klasické obrazové holografie přes syntetické hologramy až po nejmodernější počítačem generované difraktivní struktury pro různé vědecké a průmyslové aplikace. Zabýváme se teorií dirakčních mřížek a obecných difraktivních struktur, designem difraktivních optických prvků pro různé aplikace, počítačovou syntézou hologramů, vývojem vysokofrekvenčních difraktivních a fotonických struktur, vyvíjíme také zobrazovací holografické optické prvky, holografické paměti a mnoho dalších. Důležitým předmětem našeho zájmu jsou laserová a elektronová litografie a realizace syntetických mikro a nanostruktur pro různé aplikace. Zabýváme se také konstrukcí laserových zapisovačů a oblastí aplikace difraktivních prvků v ochraně dokumentů. |
|
Teorie, modelování a design fotonických mikro a nanostruktur
| Touto oblastí se zabýváme v návaznosti na teoretické práce a modelování v oblasti difrakčních mřížek. Výzkum zahrnuje jak práce na modelovacím softwaru (pro elektronické i pro fotonické struktury) tak vývoj modelovacích metod (RCWA, PWE, FDTD, atd.) Zabýváme se zde fyzikou a modelováním různých typů elektronických a fotonických mikrostruktur a nanostruktur, jako jsou fotonické krystaly, subvlnové struktury, plasmonové struktury, metamateriály a další. V současné době pracujeme také na realizaci konkrétních mikro a nanostruktur s využitím technologického zázemí skupiny a na optimalizaci parametrů těchto prvků pro konkrétní aplikace. |
 |
Optické záznamové materiály
| Výzkum v této oblasti před lety podnítila potřeba vývoje vlastních halogenstříbrných záznamových materiálů. Dnes jsme schopni vyrobit velkoformátové halogenostříbrné desky s vysokou kvalitou polevu a vlastní emulzí se špičkovými vlastnostmi. Záznamové materiály jsme schopni naladit podle konrétních potřeb experimentu. Kromě halogenostříbrných emulzí se zabýváme také technologiemi přípravy a polevu dichromované želatiny, fotopolymerů a fotorezistu. Vyvíjíme vlastní fotopolymerní materiály a připravujeme široké spektrum rezistových desek pro potřeby skupiny. Teoreticky i experimentálně se zabýváme také novými materiály na bázi nanočástic, fotorefraktivními materiály a dalšími. |
 |
Nanočástice a nanostruktury
| Výzkum v této oblasti je zaměřen na přípravu částicových nanostruktur a vytváření uspořádaných systémů nanočástic různých typů. Jsou využívány technologie koloidní chemie zaměřené na přípravu rozličných částicových nanostruktur. Praktický výzkum je propojen s teoretickým zázemím v oblasti modelování kvantově omezených částic, které na pracovišti také probíhá. V současné době se experimentálně připravují polovodičové i kovové nanočástice a vyvíjejí se nové technologie jako například litografie pomocí submikronových částic. Praktické výstupy výzkumu se uplatňují například v oblastech detektorů znečištění nebo biomedicínských aplikacích. |
 |
Optické pasti a manipulace
| Poměrně nová oblast zájmu, ve které vycházíme z našich bohatých zkušeností v oblasti optických systémů, mikroskopie, syntetické holografie a prostorových modulátorů světla. Věnujeme se teoretickým modelům a simulacím interakce světla ve formě silně fokusovaných svazků s částicemi různých tvarů a velikostí. Prakticky jsme zkonstruovali holografickou optickou pinzetu umožňující dynamickou mikromanipulaci s mnoha částicemi obecně ve 3D prostoru. Systém je založen na výpočtu a optimalizaci mikrostruktury hologramu v reálném čase a jejím promítání na prostorový modulátor světla s vysokým rozlišením, který realizuje dynamický hologram ve formě optických pastí v prostoru vzorku. Věnujeme se také experimentům s mikromanipulací na principu stojatých vln a zobecněné fázové filtrace. |
 |
Nelineární fotorefraktivní optika a prostorové solitony
| Touto oblastí jsme se začali zabývat před lety díky základnímu výzkumu nelineárních fotorefraktivních optických materiálů. V průběhu času byla dosažena řada zajímavých výsledků jak na teoretickém tak na experimentálním poli. Ze studovaných materiálů jmenujme například silenity (BBO) a feroelektrika (LiNbO3, BaTiO3). V současné době se jedná především o práce v oblasti fotorefraktivních prostorových solitonů v lithium niobátu. Další témata výzkumu se připravují v oblastech organických fotorefraktivních materiálů. |
|
Tvorba povrchových nanostruktur pomocí iontových svazků
| Jednou z moderních aplikací iontového ozařování je tvorba povrchových nanostruktur. Tato technika umožňuje vytvářet nanostruktury s periodicitami od několika mikrometrů až k jednotkám nanometrů na makroskopických plochách na površích různých materiálů (obrázek ukazuje iontovou nanostrukturu na povrchu Ni(001), vložený obrázek je pak odpovídající počítačová simulace). V naši skupině se věnujeme experimentálnímu zkoumání tohoto jevu při ozařování ionty se středně velkou energií (desítky keV) a také se zaměřujeme na teoretické pozadí tohoto fenoménu. |
 |
