Pracownia Nanostruktur Fotonicznych (PNaF)

Pracownia Nanostruktur Fotonicznych (PNaF)

Kierownik zespołu

Tematyka badawcza

Używamy światła by napędzać małe (i bardzo małe) układy mechaniczne, między innymi pływające i kroczące mikro-roboty. Przy pomocy dwufotonowej fotolitografii (Nanoscribe) wytwarzamy struktury o ciekawych właściwościach optycznych. W 2020 roku zaczęliśmy czteroletni projekt obejmujący zaprojektowanie i zbudowanie platformy do mikroskopii ramanowskiej (SRS) do rozpoznawania komórek białaczkowych.

Strona internetowa grupy

Właściwości optyczne mikro i nanostruktur dielektrycznych

Trójwymiarowa, dwufotonowa fotolitografia (Nanoscribe) pozwala nam szybko wytwarzać dielektryczne (polimerowe) struktury o charakterystycznych rozmiarach rzędu mikrometra. Poszukujemy geometrii, które w interesujący sposób oddziałują ze światłem - pozwalają zmieniać skład widmowy czy polaryzację. Oprócz części eksperymentalnej mamy dostęp do zaawansowanych technik modelowania numerycznego rozchodzenia się światła w takich strukturach. Na zdjęciu dyfrakcyjne filtry barwne o geometrii "lasu kolumn".

Mikro-robotyka i mikro-mechanika z ciekłokrystalicznymi elastomerami

Ciekłokrystaliczne elastomery należą do tzw. inteligentnych materiałów (smart materials) - te którymi się zajmujemy mogą w odwracalny sposób zmieniać kształt pod wpływem oświetlania wiązką lasera. Topologia deformacji zależy od kształtu elementu oraz uporządkowania molekuł w sieci ciekłego kryształu. Poszukujemy metod wytwarzania aktywnych elementów w skali od pojedynczych milimetrów do dziesiątek mikronów do zastosowań w fotonice, mikrorobotyce czy układach mikroprzepływowych lab-on-chip. 

Zobacz film o szczypcach wyhodowanych na końcach światłowodów »

Ślimak z LCE, który może pełzać "do góry nogami" [VIDEO] »

Trójwymiarowe komponenty mikromechaniczne

Przy pomocy trójwymiarowego druku w światłoutwardzalnej żywicy możemy wykonać prototypy elementów o rozmiarach dziesiątek mikronów. Jednym z zastosowań są narzędzia do wielowiązkowej, holograficznej pęsety optycznej. Pozwalają one badać własności mechaniczne w mikroskali, np. sztywność błon komórkowych. Na zdjęciu w galerii znajdziesz "tarany" do pęsety optycznej; pojedyncza kulka ma średnicę 8 mikrometrów.

Fizyka i technologia laserów femtosekundowych

Od długiego czasu rozwijamy techniki wytwarzania, pomiarów i manipulowania ultrakrótkimi, femtosekundowymi impulsami światła. Projektujemy i budujemy od podstaw lasery z ośrodkami krystalicznymi (np. Yb:KYW) i światłowodowe. Skonstruowaliśmy wiele unikalnych układów do charakteryzacji impulsów femtosekundowych.

Inżynieria opto-elektronicznych

W współpracy z wiodącymi firmami z branży optycznej z Europy rozwijamy układy do diagnostyki i przetwarzania częstości impulsów laserowych. Projektujemy i konstruujemy złożone układy łączące optykę, elektronikę i mechanikę. Na zdjęciu układ do interferomerii spektralnej (SPIDER) zbudowany we współpracy z Universytetem w Oxfordzie.

Mikroskopia ramanowska do obrazowania komórek białaczkowych

Celem projektu „Platforma do szybkiego obrazowania, identyfikacji i sortowania podtypów komórek białaczkowych”, finansowanego w latach 2019-2023 przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (FNP), jest budowa platformy mikroskopowej umożliwiającej w warunkach klinicznych rozpoznawanie (i sortowanie) podtypów komórek białaczkowych przy pomocy stymulowanego rozpraszania Ramana (SRS). Nasza grupa badawcza jest odpowiedzialna za integrację układów laserowych, mikroskopowych i rozpoznawania obrazów do poziomu urządzenia gotowego do testów klinicznych.

2022

Scientific Reports

Automated photo-aligned liquid crystal elastomer film fabrication with a low-tech, home-built robotic workstation

2022

Materials 15

From Light-powered motors, to micro-grippers, to crowling caterpillars

2022

Materials 15

From Light-Powered Motors, to Micro-Grippers, to Crawling Caterpillars, Snails and Beyond—Light-Responsive Oriented Polymers in Action

2020

Light: Science & Applications 9, 48

Ultra-long-working-distance spectroscopy of single nanostructures with aspherical solid immersion microlenses

  • A. Bogucki
  • Ł. Zinkiewicz
  • M. Grzeszczyk
  • W. Pacuski
  • K. Nogajewski
  • T. Kazimierczuk
  • A. Rodek
  • J. Suffczyński
  • K. Watanabe
  • T. Taniguchi
  • P. Wasylczyk
  • M. Potemski
  • P. Kossacki

2020

ACS Appl. Mater. Interfaces 12.7: 8681-8686

Traveling Wave Rotary Micromotor Based on a Photomechanical Response in Liquid Crystal Polymer Networks

2020

Appl. Opt. 59, 4703-4707

Optical vortex torque measured with optically trapped microbarbells

2019

Nature Scientific Reports 9, 18872

3-D printed biological cell phantom for testing 3D quantitative phase imaging system

2019

Nature Photonics, 13, 116-122

Super-resolution enhancement by quantum image scanning microscopy

2019

Opt. Express 27, 8440-8445

Photonic-chip-on-tip: compound photonic devices fabricated on optical fibers

2018

Advanced Optical Materials 6, 1700949

Programming Photoresponse in Liquid Crystal Polymer Actuators with Laser Projector

2018

Opt. Express 26, 11513-11518

Optical fiber micro-connector with nanometer positioning precision for rapid prototyping of photonic devices

  • A. Bogucki
  • Ł. Zinkiewicz
  • W. Pacuski
  • P. Wasylczyk
  • P. Kossacki

2018

Micromachines 9, 277

Micro-Dumbbells—A Versatile Tool for Optical Tweezers

  • W. Lamperska
  • S. Drobczyński
  • M. Nawrot
  • P. Wasylczyk
  • J. Masajada

2018

Rapid Commun. 1700224

Light-Driven, Caterpillar-Inspired Miniature Inching Robot, Macromol.

2017

Macromol Rapid Commun. 39(1). doi: 10.1002/marc.201700224

Light-Driven, Caterpillar-Inspired Miniature Inching Robot

2017

Adv Mater. 29(30). doi: 10.1002/adma.201701814

Biomimitic materials: self-regulating iris based on light-actuated liquid crystal elastomer

2017

Anthropological Rev. 80(2),233-242

Study of skin of an Egyptian mummy using a scanning electron microscope, Anthropological Rev. 80(2),233-242 (2017)

2017

Adv. Mater. 1701814

Self-Regulating Iris Based on Light-Actuated Liquid Crystal Elastomer

2016

J.Vis.Exp. 111, e53744

Free-form Light Actuators — Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

  • H. Zeng
  • P. Wasylczyk
  • C. Parmeggiani
  • D. Martella
  • D. Wiersma

2016

Adv. Optical Mater. 4, 1689-1694

Light-Driven Soft Robot Mimics Caterpillar Locomotion in Natural Scale

2016

Science 352, 1359

Three lessons rarely taught

2016

Appl. Phys. B 122, 266

Optimization of broadband semiconductor chirped mirrors with genetic algorithm

  • M. Dems
  • P. Wnuk
  • P. Wasylczyk
  • Ł. Zinkiewicz
  • A. Wójcik-Jedlińska
  • K. Regiński
  • K. Hejduk
  • A. Jasik

2015

Appl. Phys. Lett. 106, 111902

Alignment engineering in liquid crystalline elastomers: Free-form microstructures with multiple functionalities

  • H. Zeng
  • P. Wasylczyk
  • G. Cerretti
  • D. Martella
  • C. Parmeggiani
  • D. S. Wiersma

2015

Adv. Mater. 27, 3883–3887

Light-Fueled Microscopic Walkers

  • H. Zeng
  • P. Wasylczyk
  • C. Parmeggiani
  • D. Martella
  • M. Burresi
  • D. S. Wiersma

2015

Appl. Phys. Lett. 107, 211110

Polarization-dependent diffraction in all-dielectric, twisted-band structures

2014

Springer International Publishing

Application of Evolutionary Methods to Semiconductor Double-Chirped Mirrors Design, in Parallel Problem Solving from Nature – PPSN XIII

  • R. Biedrzycki
  • J. Arabas
  • M. Szymański
  • A. Jasik
  • P. Wnuk
  • P. Wasylczyk
  • A. Wójcik-Jedlińska

2014

Appl. Phys. B 116, 141-146

Design and fabrication of highly dispersive semiconductor double-chirped mirrors

  • A. Jasik
  • M. Dems
  • P. Wnuk
  • P. Wasylczyk
  • A. Wójcik-Jedlinska
  • K. Regiński
  • Ł. Zinkiewicz

2014

Opt.Express 22, 182184-18289

Continuosly tunable Yb:KYW femtosecond oscillator based on a tunable highly dispersive semiconductor mirror

  • P. Wnuk
  • P. Wasylczyk
  • Ł. Zinkiewicz
  • M. Dems
  • K. Hejduk
  • K. Regiński
  • A. Wójcik-Jedlińska
  • A. Jasik

2014

Phot. Lett. PL 6, 8-10

Femtosecond fiber CPA system in a single pass configuration

2014

IEEE Photon. Technol. Lett. 26, 14

Tunable Semiconductor Double-Chirped Mirror with High Negative Dispersion

  • A. Jasik
  • P. Wasylczyk
  • P. Wnuk
  • M. Dems
  • A. Wójcik-Jedlińska
  • K. Regiński
  • Ł. Zinkiewicz
  • K. Hejduk

2014

Adv. Mater. 26, 2319–2322

High-Resolution 3D Direct Laser Writing for Liquid-Crystalline Elastomer Microstructures

  • H. Zeng
  • D. Martella
  • P. Wasylczyk
  • G. Cerretti
  • J.-C. Gomez Lavocat
  • C.-H. Ho
  • C. Parmeggiani
  • D. S. Wiersma

2014

Phot. Lett. PL 6, 11-13

Saturable absorber mirrors for ytterbium mode-locked femtosecond lasers

  • Ł. Zinkiewicz
  • M. Nawrot
  • A. Jasik
  • I. Pasternak
  • P. Wasylczyk

2013

Laser Phys. Lett. 10, 085302

A passively mode-locked, self-starting femtosecond Yb:KYW laser with a single highly dispersive semiconductor double-chirped mirror for dispersion compensation

  • A. Jasik
  • P. Wasylczyk
  • M. Dems
  • P. Wnuk
  • A. Wójcik-Jedlińska
  • K. Regiński
  • Ł. Zinkiewicz
  • K. Hejduk

2013

Optics Express, 21, 31919

Transmission phase gratings fabricated with direct laser writing as color filters in the visible

2012

Eur. J. Phys. 33, 129

Measurement of the mass of an object hanging from a spring — revisited

  • K. Serafin
  • J. Oracz
  • M. Grzybowski
  • M. Koperski
  • P. Sznajder
  • Ł. Zinkiewicz
  • P. Wasylczyk

2012

Proc. SPIE 8433, 843307

High-performance wavelength tuning of a mid-infrared solid-state laser using a resonant diffraction grating

  • N. Vermeulen
  • P. Wasylczyk
  • S. Tonchev
  • P. Muys
  • H. Ottevaere
  • O. Parriaux
  • H. Thienpont

2011

Laser Phys. Lett. 8, 606

Low-loss wavelength tuning of a mid-infrared Cr2+:ZnSe laser using a Littrow-mounted resonant diffraction grating

  • N. Vermeulen
  • P. Wasylczyk
  • S. Tonchev
  • P. Muys
  • H. Ottevaere
  • O. Parriaux
  • H. Thienpont

2010

Opt. Express 18, 26989–26994

Automodulations in an extended cavity, passively modelocked Ti:Sapphire oscillator — period doubling and chaos

  • T. M. Kardaś
  • W. Gadomski
  • B. Ratajska-Gadomska
  • P. Wasylczyk

2010

Optica Applicata 30, 121

A compact, alignment-free autocorrelator for femtosecond laser pulses

2009

Phot. Lett. PL 1, 133

A low repetition rate, passively modelocked Ti:Sapphire oscillator

2008

Science 320, 638

Coherent Control of Decoherence

  • M. Branderhorst
  • P. Londero
  • P. Wasylczyk
  • C. Brif
  • R. Kosut
  • H. Rabitz
  • I. A. Walmsley

2008

Phys. Rev. Lett. 100, 133601

Heralded Generation of Ultrafast Single Photons in Pure Quantum States

  • P. J. Mosley
  • J. S. Lundeen
  • B. J. Smith
  • P. Wasylczyk
  • A. B. URen
  • C. Silberhorn
  • I. A. Walmsley

2008

Laser Phys. Lett. 5, 259

SPIDER: A decade of measuring ultrashort pulses

  • M. E. Anderson
  • A. Monmayrant
  • S. P. Gorza
  • P. Wasylczyk
  • I. A. Walmsley

2007

Opt. Lett. 32, 181

Compact spectral shearing interferometer for ultrashort pulse characterization

2007

Phys. Rev. Lett. 98, 063901

Time-frequency domain analogues of phase space sub-Planck structures

2007

J. Mod. Opt. 54, 1939

A short perspective on long crystals: broadband wave mixing and its application to ultrafast quantum optics

  • P. Wasylczyk
  • A. B. Uren
  • P. Mosley
  • J. Lundeen
  • M. P. A. Branderhorst
  • S.-P. Gorza
  • A. Monmayrant
  • A. Radunsky
  • I. A. Walmsley

2006

Opt. Lett. 31, 1130

Joint spectrum of photon pairs measured by coincidence Fourier spectroscopy

2006

Opt. Lett. 31, 1008

Simplified Spectral Phase Interferometry for Direct Electric-Field Reconstruction using a thick nonlinear crystal

  • A. S. Radunsky
  • E. M. Kosik Williamsy
  • I. A. Walmsley
  • P. Wasylczyk
  • W. Wasilewski
  • A. B. URen
  • M. E. Anderson

2006

Proc. SPIE 6182, 618220

Nonlinear photonic crystal fiber with high birefringence made of silicate glass

  • P. Szarniak
  • M. Foroni
  • R. Buczyński
  • D. Pysz
  • P. Wasylczyk
  • P. Gaboardi
  • F. Poli
  • A. Cucinotta
  • S. Selleri
  • R. Stepień

2006

Photonik 6, 44

Jenseits der Beugungsmuster: SPIDER die Anatomie ultrakurzer Laserpulse (invited paper)

2004

Opt. Lett. 29, 177

Piezo-driven deformable mirror for femtosecond pulse shaping

2003

Proc. SPIE Vol. 5258, 20

Nonlinear propagation of femtosecond laser pulses in dielectrics

2003

Proc. SPIE Vol. 4992, 55

Propagation of ultrashort laser pulses through transparent dielectrics in nonlinear regime

2002

Acta Physica Polonica 101, 89

Nonlinear Effects with Ultrashort Laser Pulses

2001

The State of the Art 2000, Springer

Femtosecond Pump-Probe Experiments with a High Repetition Rate Molecular Beam, in: Atomic and Molecular Beams

  • W. Roeterdink
  • A. M. Rijs
  • G. Bazalgette
  • P. Wasylczyk
  • A. Wiskereke
  • S. Stolte
  • M. Drabbels
  • H. M. H. Janssen

2001

Optoelectronics Rev. 9, 308

Generation and diagnostics of femtosecond light pulses

2000

Opt. Commun. 186, 329

A Poor Mans FROG