Mikrofotonika

Aktivita oddělení se zaměřuje na pokročilé využití vlastností laserových svazků, které jsou zaostřeny do stop o mikrometrových rozměrech. Jedná se zejména o

• silové účinky světla využívané k zachycení, manipulaci, rotaci, třídění, levitaci, uspořádávání mikro a nanoobjektů (včetně živých buněk) v kapalném prostředí i vakuu,
• spektrální vlastnosti rozptýleného světla využívané k charakterizaci chemických změn objektu (typicky živých mikroorganismů) Ramanovou mikrospektroskopií,
• hustotu energie svazku využívanou při dvoufotonové polymeraci a vytváření mikrostruktur (s detaily až 100 nm) z fotopolymerů,
• minimalizaci objemu, ve kterém interaguje světlo se vzorkem a využití při prostorovém zpřesnění a zrychlení optických analytických metod (např. monitorování biochemických procesů v kapénkách) a zobrazování (např. holografická vláknová endoskopie).

Nyní se aktivně zaměřujeme na

• levitaci a chlazení nano- a mikro- objektů ve vakuu s cílem experimentálně popsat přechodnou oblast mezi klasickou a kvantovou fyzikou a poznatky využít v nastupujících kvantových technologiích,
• samouspořádávání více objektů do vázaných struktur s cílem světlem vytvářet funkční mikrostruktury,
• charakterizace tvorby biopolymerů v živých mikroorganismem s cílem optimalizovat fyziologické podmínky jejich produkce,
• charakterizace bakteriálních a kvasinkových kolonií a jednotlivých buněk Ramanovou spektroskopií s cílem určit v řádu minut druh mikroorganismu a v řádu hodin jeho reakci na antibiotika,
• optické monitorování biochemických reakcí v optofluidních mikrosystémech s cílem optimalizovat parametry chemické reakce z hlediska výtěžnosti,
• holografické zobrazování optickým vláknem s cílem in-vivo využití v endoskopech o tloušťce lidského vlasu.

Nejvýznamnější výsledky

• první experimentální demonstrace optického tažného svazku a jeho využití k transportu, třídění a samouspořádávání mikroobjektů,
• nalezení několika metod třídění mikroobjektů podle velikosti jejich pouhým osvícením laserovým svazkem,
• nalezení metody charakterizující vlastnosti lipidů v živých řasových buňkách a on-line separace těchto jednotlivých buněk,
• demonstrace jedno- a více-dimenzionálního samouspořádávání mikroobjektů v laserových svazcích,
• optický dopravník,
• kompaktní optická pinzeta (v nabídce společnosti Meopta).