Rozwój optyki zintegrowanej nieustannie podąża w kierunku zastosowań telekomunikacyjnych oraz sensorycznych. To właśnie ten drugi nurt jest od trzydziestu lat przedmiotem działalności naukowo-badawczej dr hab. inż. Pawła Karasińskiego, prof. Politechniki Śląskiej.
Już z początkiem swojej pracy badawczej naukowiec wykazał, że warunkiem osiągania wysokich czułości w planarnych strukturach sensorowych jest stosowanie do ich wytwarzania warstw falowodowych o wysokich współczynnikach załamania. Prof. Karasiński opracował technologię wytwarzania dwuskładnikowych warstw falowodowych SiO2:TiO2 oraz wykazał zasadność ich zastosowania do wytwarzania światłowodów paskowych i sprzęgaczy siatkowych. Technologie warstw falowodowych, sprzęgaczy siatkowych, światłowodów paskowych i sprzęgaczy kierunkowych udoskonalał w ramach kolejnych grantów badawczych.
Najcenniejszym efektem realizacji tych projektów jest opracowanie platformy materiałowej SiO2:TiO2, która może stanowić podstawę rozwoju optyki zintegrowanej w Polsce. Jest to druga dojrzała platforma materiałowa na zakres widzialny w skali globalnej- podkreśla prof. Paweł Karasiński.
Aktualnie realizowane przez naukowca projekty tj. TANGO 3 z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, OPUS 13 z Narodowego Centrum Nauki i realizowany w konsorcjum projekt TEAM-NET z Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, bazują na osiągnięciach wcześniejszych projektów.
W ramach projektu TANGO 3 powstaje strategia komercjalizacji systemu pomiarowego ze sprzęgaczami siatkowymi. Planarne struktury sensorowe z rezonatorami pierścieniowymi do zastosowań w czujnikach chemicznych/biochemicznych, które będą weryfikowane w refraktometrze i w czujniku biochemicznym, realizujemy w ramach projektu OPUS. Natomiast stworzenie grup badawczych i dalszy rozwój układów optyki zintegrowanej w oparciu o materiały ceramiczne i polimerowe jest przedmiotem programu TEAM-NET.
Innowacyjność realizowanych projektów polega na zastosowanej technologii, której wdrożenie nie wymaga kosztownych instalacji technologicznych. Opracowywane układy czujnikowe charakteryzują się bardzo wysokimi czułościami oraz bardzo krótkimi czasami pomiaru, a także możliwością jednoczesnego pomiaru wielu parametrów.
Efektem realizowanych badań będzie opracowanie struktur sensorowych umożliwiających budowę urządzeń pomiarowych zdolnych do detekcji obecności śladowych ilości wirusów bądź bakterii. Nowatorskie urządzenia znajdą zastosowanie w mikrosystemach, analityce medycznej, farmacji, przemyśle spożywczym, a także w codziennej pracy służb mundurowych. W miejscach użyteczności publicznej będą mogły przyczynić się do poprawy poziomu bezpieczeństwa ludzi, a zastosowane w analityce biomedycznej pozwolą znacząco skrócić proces identyfikacji rodzajów infekcji, np. w przypadku sepsy – podsumowuje profesor Paweł Karasiński.
Dodatkowym rezultatem realizowanego przeze mnie programu badawczego jest opracowanie warstw krzemionkowych i warstw ditlenku tytanu. W oparciu o porowate warstwy krzemionkowe zostały opracowane czułe na amoniak warstwy sensorowe, wykorzystane w czujniku amoniaku. Warstwy krzemionkowe okazały się doskonałym biokompatybilnym zabezpieczeniem materiałów stosowanych do produkcji stentów i implantów. Z kolei w oparciu o technologię warstw ditlenku tytanu i ditlenku krzemu opracowano również zwierciadła dielektryczne i struktury antyrefleksyjne do zastosowań w fotowoltaice –dodaje naukowiec.
Joanna Laskowska
