Laboratorium Laserowych Systemów Pomiarowych

Print Friendly, PDF & Email

Laboratorium
Laserowych Systemów Pomiarowych

Prace w naszym laboratorium są poświęcone przede wszystkim systemom do zdalnej detekcji gazów w powietrzu. Czujniki tego typu mogą z odległości nawet kilkudziesięciu metrów wykryć obecność niebezpiecznego związku oraz zidentyfikować miejsce jego występowania. Zastosowanie promieniowania podczerwonego umożliwia niezwykle selektywną detekcję. Poprzez dobranie odpowiedniej długości fali źródła użytkownik może zdecydować jaki gaz ma być wykrywany. Co ważne, nie występują w tym przypadku fałszywe sygnały alarmowe wynikające z obecności np. aerozoli, dymu papierosowego czy pary wodnej. Przy czasie odpowiedzi znacznie krótszym niż jedna sekunda oraz brakiem okresów martwych nawet po ekspozycji na wysokie stężenie gazu zdalna detekcja laserowa staje się uzupełnieniem lub alternatywą dla np. czujników elektro-chemicznych.

Głowica nadawczo-odbiorcza dla systemu do zdalnej detekcji gazów w zakresie bliskiej podczerwieni

W ramach prowadzonych projektów zajmujemy się wykrywaniem obecności w atmosferze metanu i siarkowodoru. W obu przypadkach są to gazy stwarzające zagrożenie wybuchowe, siarkowodór jest ponadto silnie toksyczny. Systemy w dużej mierze mają budowę modułową i pozwalają na stosunkowo proste ich dostosowanie do detekcji innych gazów (w tym np. różnych węglowodorów, tlenków węgla, tlenków azotu z rozróżnieniem na NO i NO2 czy amoniaku).


Ważnym elementem naszej działalności jest rozwój nowych metod laserowej detekcji gazów. Prowadzimy badania nad rozwojem techniki CLaDS (Chirped Laser Dispersion Spectroscopy), w której informacja o poszukiwanym stężeniu gazu jest uzyskiwana na podstawie pomiaru częstotliwości (nie amplitudy) sygnału RF. W ten sposób wynik pomiaru wykonywanego techniką CLaDS jest w minimalnym stopniu zależny od mocy docierającej do detektora co jest niezwykle korzystne przy praktycznych aplikacjach w warunkach pozalaboratoryjnych.

Więcej o technice CLaDS tutaj i tutaj.


Wyposażenie laboratorium oraz kompetencje naszego zespołu pozwalają także na prowadzenie prac badawczych w obszarze laserów i wzmacniaczy światłowodowych. Posiadamy system LDS do obróbki światłowodów firmy 3SAE, który umożliwia wykonywanie elementów wymagających przewężeń światłowodów jak np. sprzęgacze typu Power Combiner oraz adaptery pola modowego, dla układów wzmacniaczy czy też laserów średniej i dużej mocy.

Drawing24

System LDS (Large Diameter Fiber Fusion Splicing System)


System LDS (Large Diameter Fiber Fusion Splicing System)

Michał Nikodem – Kierownik laboratorium
e-mail: michal.nikodem@eitplus.pl
tel.: +48 71 734 71 06

zdjecie

Piotr Jaworski
e-mail: piotr.jaworski@eitplus.pl 
tel.: + 48 71 734 77 56

Dorota Stachowiak
e-mail: dorota.stachowiak@eitplus.pl
tel. +48 71 734 77 56

   

 

 

 

2018

D. Stachowiak, P. Jaworski, P. Krzaczek, G. Maj, M. Nikodem, „Laser-Based Monitoring of CH4, CO2, NH3, and H2S in Animal Farming—System Characterization and Initial Demonstration,” Sensors 18, 529 (2018). link

K. Krzempek, A. Hudzikowski, A. Głuszek, G. Dudzik, K. Abramski, G. Wysocki, and Michał Nikodem, „Multi-pass cell-assisted photoacoustic/photothermal spectroscopy of gases using quantum cascade laser excitation and heterodyne interferometric signal detection,” Applied Physics B 124, 74 (2018). link

K. Krzempek, G. Dudzik, K. Abramski, G. Wysocki, P. Jaworski, and Michał Nikodem, „Heterodyne interferometric signal retrieval in photoacoustic spectroscopy,” Optics Express 26, 1125-1132 (2018). link

D. Tomaszewska, P. Jaworski, M. Nikodem, „Frequency-multiplexed gas sensing using chirped laser molecular spectroscopy,” Opto-electronics Review 26, 103-107 (2018). 

2017

M. Nikodem, K. Krzempek, D. Stachowiak, G. Wysocki, „Quantum cascade laser-based analyzer for hydrogen sulfide detection at sub-parts-per-million levels,” Optical Engineering, 57(1), 011019 (2017). link

K. KrzempekK. Abramski and M. Nikodem, “All-fiber mid-infrared difference frequency generation source and its application to molecular dispersion spectroscopy,” Laser Physics Letters 14 (2017)

D. Stachowiak, P. Kaczmarek, K. Abramski, „(5+1)x1 pump and signal power combiner with 9/80 um feed-through signal fiber,” Optics and Laser Technology 93, 33-40 (2017)

M. Nikodem, G. Wysocki, „Differential Optical Dispersion Spectroscopy,” IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 23, 1-5 (2017)

2016

M. Nikodem, „Chirped laser dispersion spectroscopy for laser-based hydrogen sulfide detection in open-path conditions,” Optics Express 24, A878-A884 (2016) link

M. Nikodem, „Chirped laser dispersion spectroscopy with parametric downconversion for open-path gas sensing,” Optical Engineering 55, 044103 (2016)

M. Czajkowski, J. Cybińska, M. Woźniak, P. Słupski, M. Nikodem, F. Granek, K. Komorowska, „Incorporation of luminescent semiconductor nanoparticles into liquid crystal matrix,” Journal of Luminescence 169, 850-856 (2016)

Proceedings:

M. Nikodem, D. Stachowiak and P. Jaworski, „Towards laser-based open-path detection of hydrogen sulfide,”, Proc. SPIE 10142, 20th Slovak-Czech-Polish Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, 101420I (December 24, 2016)

P. Jaworski, D. Stachowiak and M. Nikodem, „Standoff detection of gases using infrared laser spectroscopy”, Proc. SPIE 9899, Optical Sensing and Detection IV, 98990Q (April 29, 2016)


2015

G. Plant, M. Nikodem, P. Mulhall, R. Varner, D. Sonnenfroh, and G. Wysocki „Field Test of a Remote Multi-Path CLaDS Methane Sensor,” Sensors 15, 21315-21326 (2015) link

P. Słupski, M. Nikodem, L. Chai and K. Komorowska „Fabrication of multilevel resist patterns by using a liquid crystal mask,” Optical Engineering 54, 115107 (2015)

M. Nikodem, „Chirped lasers dispersion spectroscopy implemented with an electro-optical intensity modulator – signal strength and shapes under different experimental conditions,” Optics Express 23, 8227-8234 (2015) link

Y. Wang, M. Nikodem, … G. Wysocki, „Shot-noise Limited Faraday Rotation Spectroscopy for Detection of Nitric Oxide Isotopes in Breath, Urine, and Blood,” Scientific Reports 5, Article number: 9096 (2015) link

M. Nikodem, G. Plant, D. Sonnenfroh and G. Wysocki, „Open-path Sensor for Atmospheric Methane Based on Chirped Laser Dispersion Spectroscopy,” Applied Physics B 119, 3-9 (2015)

Proceedings:

M. Nikodem, „Standoff detection of trace chemicals with laser dispersion spectrometer”, Proc. SPIE 9486, Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XII, 94860M (May 13, 2015)


2014

M. Nikodem, K. Krzempek, R. Karwat, G. Dudzik, K. Abramski, and G. Wysocki, „Chirped Laser Dispersion Spectroscopy with DFG source,” Optics Letters 39, 4420-4423 (2014)

M. Nikodem, K. Krzempek, K. Zygadlo, G. Dudzik, A. Waz, K. Abramski, K. Komorowska, „Intracavity polarization control in mode-locked Er-doped fibre lasers using liquid crystals,” Opto-Electronics Review 22, 113-117 (2014)

Proceedings:

M. Nikodem, „Recent developments in remote gas detection using molecular dispersion sensing”, Proc. SPIE 9441, 19th Polish-Slovak-Czech Optical Conference on Wave and Quantum Aspects of Contemporary Optics, 94411N (December 5, 2014)


2013

M. Nikodem, G. Wysocki, „Suppressing the influence of optical fringes in dispersion spectroscopy,” Photonics Letters of Poland 5, 152-154 (2013) link

M. Nikodem, and G. Wysocki, „Measuring optically thick molecular samples using chirped laser dispersion spectroscopy,” Optics Letters 38, 3834-3837 (2013)

REALIZOWANE PROJEKTY:


Budowa referencyjnych komórek gazowych w oparciu o światłowód fotoniczny typu hollow-core do wykorzystania w układach laserowej detekcji gazów

Projekt finansowany w ramach konkursu MINIATURA przez Narodowe Centrum Nauki. Kierownik Projektu: Piotr Jaworski. Okres realizacji: 29.08.2017 r. – 28.08.2018 r.

logo-poziom111


Sprzęgacz mocy sygnałowej i pompującej o zwiększonej sprawności transmisji sygnału

Projekt finansowany w ramach konkursu PRELUDIUM 10 przez Narodowe Centrum Nauki. Kierownik Projektu: Dorota Stachowiak. Okres realizacji: 15.06.2016 r. – 14.06.2019 r.

logo-poziom111

Dotychczasowe publikacje, których powstanie było możliwe dzięki realizacji projektu:

D. Stachowiak, P. Kaczmarek, K. Abramski, „(5+1)x1 pump and signal power combiner with 9/80 um feed-through signal fiber,” Optics and Laser Technology 93, 33-40 (2017)


Systemy laserowej detekcji siarkowodoru dla zastosowań w przemyśle wydobywczym

Projekt realizowany w ramach programu Lider Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Kierownik Projektu: Michał Nikodem. Okres realizacji: 01.01.2015 r. – 30.09.2018 r.

lider3

Dotychczasowe publikacje, których powstanie było możliwe dzięki realizacji projektu:

D. Stachowiak, P. Jaworski, P. Krzaczek, G. Maj, M. Nikodem, „Laser-Based Monitoring of CH4, CO2, NH3, and H2S in Animal Farming—System Characterization and Initial Demonstration,” Sensors 18, 529 (2018)

M. Nikodem, K. Krzempek, D. Stachowiak, G. Wysocki, „Quantum cascade laser-based analyzer for hydrogen sulfide detection at sub-parts-per-million levels,” Optical Engineering, 57(1), 011019 (2018)

M. Nikodem, „Chirped laser dispersion spectroscopy for laser-based hydrogen sulfide detection in open-path conditions,” Optics Express 24, A878-A884 (2016)


PROJEKTY ZAKOŃCZONE:


Rozwój nowych technik wysokorozdzielczej spektroskopii laserowej w podczerwieni

Projekt finansowany w ramach konkursu SONATA 8 przez Narodowe Centrum Nauki. Kierownik Projektu: Michał Nikodem. Okres realizacji: 14.09.2015 r. – 13.03.2018 r.

logo-poziom111

Dotychczasowe publikacje, których powstanie było możliwe dzięki realizacji projektu:

D. Tomaszewska, P. Jaworski, M. Nikodem, „Frequency-multiplexed gas sensing using chirped laser molecular spectroscopy,” Opto-electronics Review 26, 103-107 (2018)

K. KrzempekK. Abramski and M. Nikodem, “All-fiber mid-infrared difference frequency generation source and its application to molecular dispersion spectroscopy,” Laser Physics Letters 14 (2017)

M. Nikodem, „Chirped laser dispersion spectroscopy with parametric downconversion for open-path gas sensing,” Optical Engineering 55, 044103 (2016)


Opracowanie nowej techniki ultraczułej detekcji gazów i jej zastosowanie do monitorowania poziomu metanu w atmosferze

Projekt finansowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu Homing Plus, współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Kierownik Projektu: Michał Nikodem. Okres realizacji: 01.07.2013 r. – 30.06.2015 r.

pobrane (2)

Publikacje, których powstanie było możliwe dzięki realizacji projektu:

M. Nikodem, „Chirped lasers dispersion spectroscopy implemented with an electro-optical intensity modulator – signal strength and shapes under different experimental conditions,” Optics Express 23, 8227-8234 (2015)

M. Nikodem, G. Plant, D. Sonnenfroh and G. Wysocki, „Open-path Sensor for Atmospheric Methane Based on Chirped Laser Dispersion Spectroscopy,” Applied Physics B 119, 3-9 (2015)

M. Nikodem, K. Krzempek, R. Karwat, G. Dudzik, K. Abramski, and G. Wysocki, „Chirped Laser Dispersion Spectroscopy with DFG source,” Optics Letters 39, 4420-4423 (2014)

Zachęcamy do współpracy przy realizacji prac naukowych i wdrożeniowych obejmujących projektowanie i budowanie laserowych systemów pomiarowych w tym układów do detekcji gazów w atmosferze oraz konsultacje w zakresie wytwarzania laserowych urządzeń pomiarowych.

Email: michal.nikodem@eitplus.pl

Laboratorium posiada szerokie wyposażenie optyczne, mechaniczne i elektroniczne w tym m.in.:

  • Analizatory widma elektrycznego (w tym o paśmie do 25 GHz)
  • Generatory sygnałowe (do 20 GHz) i wektorowy (do 6 GHz)
  • Generatory funkcyjno/arbitralne oraz oscyloskopy analogowe (w tym o paśmie do 10 GHz)
  • Laser przestrajalny 1520 nm – 1630 nm oraz lasery półprzewodnikowe (m.in. typu DFB @1550, 1575, 1650, czy 2003 nm) wraz z zasilaczami
  • Optyczne analizatory widma w zakresie od 400 nm do 2200 nm
  • Kamerę termowizyjną FLIR SC620
  • Stację do spawania światłowodów 3SAE/LDS oraz spawarka do łączenia światłowodów standardowych i utrzymujących polaryzację

 

EIT+ Wroc³awskie Centrum Badañlaboratoriafot. Lukasz GizanikodemEIT+ Wrocławskie Centrum Badańlaboratoriafot. Lukasz GizaEIT+ Wrocławskie Centrum Badańlaboratoriafot. Lukasz GizaDrawing25

Aleksandra Borek

Opiekun Klienta

dr Aleksandra Borek

tel: +58 510 131 925

aleksandra.borek@eitplus.pl

Autor: Wrocławskie Centrum Badań EIT+, Opublikowano: 11.02.2015
plusfontminusfontreloadfont