RP4: Vědecké aplikace laserů

Cílem programu je prozkoumat a porozumět široké škále fyzikálních jevů vyvolaných interakcí ultrakrátkých laserových pulzů s různými druhy materiálů. Nové vědecké přístupy zaměřené na interakci laseru s látkou mají za cíl přinést pokrok v oblasti funkčních povrchů, syntézy nanomateriálů a nanostruktur s novými vlastnostmi, vytváření struktur pro fotoniku a biologické aplikace. Vědecký tým provádí experimentální výzkum za pomoci nejmodernějších analytických metod a s podporou zkušených teoretiků, kteří se zaměřují na laserovou excitaci pevných látek, fázové přechody a dynamiku laserem indukovaných plazmových oblaků.

V současné době je budována laboratoř pro pokročilé laserové aplikace. V laboratoři budou v provozu tři lasery schopné generovat ultrakrátké pulzy s různými vlnovými délkami od ultrafialové po infračervenou část spektra, dále komory pro práci ve vysokém vakuu, ToF pro hmotnostní spektrometrii, ultrarychlá diagnostika (pump-probe systém, rozmítací (streak) kamera, ICCD zobrazování, LIBS) a zařízení pro analýzu materiálů (optická mikroskopie, SEM, XRD, AFM, Ramanova spektroskopie).

Experimentální výzkum se opírá o znalosti teoretiků, kteří se specializují na následující oblasti:

  • jedno a dvouteplotní modelování zahrnující elektronovou fotoemisi s oddělením náboje a nekongruentním vypařováním složených materiálů,
  • FDTD simulace šíření laserového svazku fokusovaného do transparentních materiálů,
  • dynamické modelování expanze plazmového oblaku ve vakuu a v atmosféře,
  • TD-DFT simulace působení laseru na krystaly se zakázaným pásem,
  • analytické metody fyziky plazmatu a plazmoniky.

Prof. Nadezhda M. Bulgakova, vedoucí RP4

Prof. Nadezhda M. Bulgakova absolvovala státní univerzitu v Novosibirsku v Rusku a získala doktorský titul z Institutu Termofyziky ruské Akademie věd. Zabývá se výzkumem procesů v pevných látkách absorbujících laserové záření; dynamikou plazmových oblaků při pulzní laserové ablaci pevných látek; tvorbou clusterů v plynném prostředí a v plazmových oblacích po laserové ablaci; plazmově-chemickými reakcemi. Vyvinula teorii laserem indukovaného povrchového nabíjení a coulombické exploze objemových materiálů, sférický model expanze laserového plazmatu do plynného prostředí, model laserové ablace v režimu fázové exploze, teorii dvojvrstvy v laserových plazmatech a několik dalších modelů a teorií. V roce 2012 byla prof. Bulgakova oceněna diplomem Di Merito a zlatou medailí evropské vědecko-průmyslové komory jako projev uznání za její práci v oblasti teorie interakce laseru s látkou. Na svém kontě má více než 170 příspěvků v odborných časopisech a na konferencích, kapitoly v knižních publikacích v angličtině a ruštině a více než 50 vystoupení na mezinárodních konferencích.