Supervisor: Marek Piliarik, Ph.D.
Molekulární značky umožňují v přirozeném prostředí sledovat chování a pohyb jednotlivých molekul, například proteinů. Použití fluorescenčních značek je limitováno stabilitou a saturací fluorescenčního signálu. Alternativou jsou takzvané rozptylové značky, jakými jsou například kovové nanočástice, které vykazují silný rezonanční rozptyl. Nevýhodou rozptylových značek je jejich obvyklá velikost v řádu 20 až 50 nm, která významně přesahuje velikost sledovaných molekul a ovlivňuje jejich pohyb a interakce.
Cílem tohoto projektu je výzkum vlastností nové generace extrémně malých rozptylových molekulárních značek, jejichž velikost bude menší než velikost označené molekuly (např. 1.4 nm Au55 klastr). Takové nanočástice pak budou využity jako značky různých vazebných míst jediné molekuly (např. proteinu) a mohou posunout limity rozlišení „super-resolution“ optických mikroskopů až na na sub-molekulární úroveň.
Supervisor: Marek Piliarik, Ph.D.
Pochopení dynamiky vnitřního uspořádání makromolekul, zejména proteinů, v jejich přirozeném prostředí je kritickým krokem k poznání jejich biologické funkce. Experimentální metody však v této oblasti narážejí na řadu fundamentálních překážek, ať už to je prostorové rozlišení optických soustav, rychlost snímání fluorescenčních signálů, nebo průměrování přes heterogenní soubor molekul.
Náplň disertační práce využívá nejnovější metodu optického zobrazování jednotlivých molekul bez použití fluorescenčních značek, která je prvním krokem k jejich další analýze. Cílem projektu je vyvinout optické metody, které umožní na základě změn rozptylu světla na jednotlivých molekulách popsat změny prostorového uspořádání makromolekul v reálném čase.
Supervisor: Pavel Peterka, Ph.D.
The aim of the work will be research of novel types of fiber lasers based on silica-fibers doped with thulium or with thulium in combination with holmium. Attention will be focused on investigation of energy transfer processes and determination of coefficients characterizing these processes and their application in numerical models of fiber lasers. The rare-earth-doped fiber samples will be prepared in the team of Fiber lasers and nonlinear optics of the Institute of Photonics and Electronics of the CAS. The samples will be also obtained thanks to the existing cooperation within the European Action COST MP1401 "Advanced fibre laser and coherent source as tools for society, manufacturing and lifescience". Experimental demonstrations of selected applications of the developed rare-earth-doped fibers in fiber lasers around wavelengths of 2000 nm are expected.
Supervisor: Pavel Peterka, Ph.D.
Instability of fiber lasers are currently highly relevant field of research, particularly with regard to increasing output power and new wavelengths of these types of lasers and with the perspective of rapidly growing impact of fiber lasers to the society. The thesis will be aimed at research on physical origins of spontaneous self-pulsations of fiber lasers in several configurations of the laser cavity, e.g., for Fabry-Perot and a ring resonator. The theoretical and experimental research is focused on the role of the recently discovered phenomenon of self-sweeping of the laser wavelength as the trigger mechanism of the laser self-Q-switching and the role of stimulated Brillouin scattering.
Supervisor: Pavel Peterka, Ph.D.
Teoretický a experimentální výzkum nových typů laserů s křemennými optických vlákny dopovanými thuliem, případně thuliem a yterbiem. Sestavení spektrálně, časově a prostorově rozlišeného numerického modelu vlákna. Teoretická optimalizace parametrů thuliem dopovaných optických vláken a dvouplášťových optických vláken dopovaných kromě thulia i yterbiem. Charakterizace vláken připravených v laboratoři optických vláken Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR nebo na spolupracujícím pracovišti na Univerzitě v Nice ve Francii. Spektroskopická charakterizace připravených vláken s použitím teoretického modelu. Experimentální ověření vybraných aplikací thuliem dopovaných křemenných optických vláken v laserech a zesilovačích v pásmech v okolí vlnových délek 800, 1470 nm a 2000 nm.
Ústav fotoniky a elektroniky provádí základní a aplikovaný výzkum v oblasti fotoniky, optoelektroniky a elektroniky. ÚFE přispívá k rozvoji poznání v těchto oblastech a vytváří širokou bázi znalostí, jako základ pro vývoj nových špičkových technologií.
