Aktuální číslo:

ÚSTAV FOTONIKY A ELEKTRONIKY AV ČR, v. v. i.

7. 5. 2009

| Vesmír 88, 340, 2009/5

komerční prezentace

Historie

Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v. v. i., byl založen rozhodnutím předsednictva ČSAV z 1. 10. 1954 nejprve s názvem Ústav pro teoretickou radiotechniku ČSAV. Výzkum v ústavu byl zahájen k 1. 1. 1955, ve stejném roce byl ústav rovněž přejmenován na Ústav radiotechniky a elektroniky ČSAV. V roce 1993 ústav přešel z ČSAV do nově vzniklé Akademie věd České republiky (AV ČR). K 1. 1. 2007 se ústav stal veřejnou výzkumnou institucí (v. v. i.) ve smyslu zákona 341/2005 Sb. a jeho název se změnil na Ústav fotoniky a elektroniky (ÚFE).

V prvních letech po svém založení měl ústav svá pracoviště rozmístěna na čtrnácti místech v Praze. Situace se změnila v roce 1961, kdy v Praze 8-Kobylisích byla dokončena nová budova ústavu. Ta znamenala velmi významný krok k vytvoření prostorových a technických podmínek nezbytných pro rozvoj výzkumných oborů ústavu. Proto například první etalon času a frekvence mohl být umístěn pod budovou ústavu v šachtě hluboké 14 m. Tam lze zajistit podmínky nezbytné pro provoz etalonu – stabilní teploty a otřesy jen zanedbatelné. Koncem roku 1993 byly prostorové možnosti ústavu dále rozšířeny připojením laboratoře technologie optických vláken Ústavu chemie skelných a keramických materiálů AV ČR, umístěné v areálu AV ČR v Praze 6-Lysolajích. Tím ústav zároveň získal unikátní výzkumné zařízení pro přípravu optických vláken, jediné svého druhu v České republice.

V čele ústavu za více než 50 let jeho činnosti stáli ředitelé Sergej Djaďkov (1954–1962), Václav Zima (1963–1990), Viktor Trkal (1990–1994), Jan Šimša (1994–2002) a Vlastimil Matějec (od roku 2002).

Organizace ústavu

V současné době řídí činnost ústavu ředitel a jeho dva zástupci v těsné spolupráci s Radou ústavu a Dozorčí radou. Ústav má tři odborné sekce, jmenovitě sekci fotoniky, sekci materiálů pro optoelektroniku a elektroniku a sekci elektronických signálů a systémů. Činnost těchto sekcí je podporována střediskem vědecko-technických informací, oddělením informačních technologií, mechanickou dílnou a hospodářskou správou. V ústavu nyní pracuje asi 150 zaměstnanců, což představuje asi 115 plných úvazků.

Výzkumné zaměření a výsledky

Za více než padesát let činnosti se výzkum a vývoj ústavu postupně měnily v souladu s rozvojem výzkumu a vývoje ve světě. V prvních letech po svém založení se ústav specializoval na teorii elektronických obvodů, měření času a frekvence a šíření elektromagnetických vln. Tyto specializace byly kolem roku 1960 rozšířeny o kvantovou elektroniku, od poloviny šedesátých let o optoelektroniku, v sedmdesátých letech pak o koherentní a integrovanou optiku a fotoniku. V řadě těchto oblastí dosáhli pracovníci ústavu světově uznávaných výsledků. K nim bezesporu patří změření Dopplerova efektu při letu prvního Sputniku v roce 1957 J. Tolmanem, první amoniakový maser v roce 1963 nebo rubínový laser sestavený ve stejném roce.

V současné době je výzkum ústavu zaměřen – v plném souladu s novým názvem – zejména na fotoniku. Cílem vedení i pracovníků ústavu je, aby ústav byl špičkovým centrem pro výzkum a vývoj v oblasti fotoniky, zejména fotoniky vlnovodné a senzorové. Současně se však dále rozvíjejí i perspektivní „tradiční“ výzkumné směry ústavu, k nimž jistě patří charakterizace elektrických a optických vlastností pevných látek (skel a polovodičů), výzkum metod měření přesného času a frekvence a analýzy a syntézy řeči. Činnost ústavu je interdisciplinární, zahrnující obecně fyzikální i materiálový výzkum. V souladu se světovými trendy jsou nové metody výzkumu ústavu cílené především na nanostruktury.

V oblasti fotoniky se ústav zaměřuje na výzkum nových fotonických struktur pro telekomunikace a senzory. Světově uznávaných výsledků se dosahuje zejména v oboru senzorů (pro biologii, lékařství, potravinářství a chemii) založených na povrchových plazmonech (SPR). Tento obor je neodlučně spjat s osobností J. Homoly, který je předním světovým odborníkem na SPR senzory. Základní výzkum v tomto oboru vyústil v poznání několika nových detekčních principů, a následně pak ve vývoj několika prototypů SPR senzorů, které pracují v laboratořích v USA i Evropě. Významnými obory v oblasti fotoniky jsou rovněž integrovaná a nelineární optika, jejichž rozvoj v ústavu je spojen s klíčovými osobnostmi J. Čtyrokým, J. Kaňkou a M. Karáskem. Zejména J. Čtyroký je mezinárodně uznávanou osobností pro modelování a charakterizaci integrovaně-optických struktur. Unikátní zařízení pro přípravu optických vláken a dlouholeté zkušenosti v této oblasti spojené s I. Kašíkem a V. Matějcem umožňují zkoumat nové metody přípravy optických vrstev depozicií z plynné fáze a z roztoku. Tento výzkum dává tak ústavu i externistům možnosti navrhnout a připravit speciální optická vlákna pro vláknové lasery a zesilovače i pro senzory.

„Tradiční“ výzkum materiálů pro optoelektroniku se nyní zaměřuje na zkoumání optických a elektrických vlastností zejména polovodičových materiálů. V této oblasti jsou vysoce mezinárodně uznávané výsledky základního výzkumu povrchových vlastností pevných látek Z. Šroubka a J. Lorinčíka i výsledky teoretického modelování fotonických pásových struktur rozvíjeného V. Kuzmiakem. Nelze však opominout ani metody experimentální charakterizace polovodičů na základě teplotně závislého Hallova jevu a dalších elektrických metod nebo nízkoteplotní fotoluminiscenční spektroskopii spojené se jmény K. Ždánského, P. Gladkova a J. Zavadila. Začínajícím a perspektivním výzkumem je proces elektroforetického nanášení kovových nanočástic z koloidních roztoků na povrch pevných látek pro nové typy senzorů.

Analýza a syntéza řeči, další „tradiční“ obor ústavu, se v současné době zaměřuje především na výzkum metod zvyšování přirozenosti syntetické řeči, vyjádření emocí v syntetické řeči, zvýrazňování řeči a na transformaci hlasu. Tento základní výzkum, spojený se jmény R. Vícha a P. Horáka, byl již využit při vývoji zařízení pro nevidomé. Významným „tradičním“ výzkumným oborem ústavu nadále zůstává přesný čas a frekvence, výzkum spojený s J. Čermákem a A. Kunou. V ústavu je laboratoř, kde pracuje státní etalon frekvence a času.

V uvedených oborech ústav dosáhl kvalitních výsledků, které jsou publikovány zejména v impaktovaných časopisech i na významných mezinárodních konferencích. Řada výsledků, hlavně u SPR senzorů, má citační ohlas na úrovni stovek citací. Tyto výsledky přinesly pracovníkům ústavu prestižní ocenění, například Machovu medaili V. Kroupovi v roce 2003, „Roche Prize for Sensor Technology“ J. Homolovi v roce 2006, Cenu ministra školství, mládeže a tělovýchovy ČR za výzkum M. Karáskovi v roce 2008. S detailními výsledky výzkumu ústavu se zájemci mohou seznámit na www stránkách ústavu www.ufe.cz.

Vědecké projekty

Ústav je aktivní v získávání a řešení vědeckovýzkumných projektů podporovaných různými poskytovateli. V roce 2008 se ústav podílel na dvou projektech podporovaných z USA („Federal Drug Agency USA“, fy. Phenogenomics), třech projektech financovaných EU, jednoho národního výzkumného centra a více než 20 projektů podporovaných grantovými agenturami ČR, AV ČR nebo MŠMT ČR. Podrobnosti o projektech řešených v současné době lze nalézt na www.ufe.cz/research.

Výuka a vzdělávání studentů

Pracovníci ústavu se v rámci společných akreditací studijních programů s FJFI a FEL ČVUT a MFF UK i v rámci spolupráce s Jihočeskou univerzitou České Budějovice a Univerzitou J. E. Purkyně v Ústí nad Labem podílejí na výchově studentů. Zajišťují semestrální kurzy (J. Čtyroký, J. Homola, M. Karásek, V. Matějec), působí jako školitelé doktorandů a vedou bakalářské i diplomové práce.