70 let Ústavu fotoniky a elektroniky

Ústav fotoniky a elektroniky Akademie věd ČR (ÚFE AV ČR) si na přelomu roku připomíná 70 let od svého založení. Jeho hlavním posláním je základní a aplikovaný výzkum v oborech, které má dnes ve svém názvu.

Vývoj optických biosenzorů není možný bez spolupráce vědeckých oborů od fotoniky po biologii. Podrobněji o nich mluví Jiří Homola, který tento program vede.

Vidět na vlastní oči je od nepaměti jedním z klíčů k pochopení záhad přírody a světa kolem nás. Uvěřit, že lidské tělo se skládá z jednotlivých buněk ne nepodobných těm, které tvoří třeba žížalu, vyžaduje obrovskou míru představivosti a důvěry. Až do té doby, než je poprvé uvidíte, třeba v mikroskopu. Představa, že každá taková buňka žije vlastní život, pracuje, dělí se a všechno to řídí kaskáda zdánlivě náhodných pohybů jakýchsi molekul, zní naprosto bláznivě až do okamžiku, kdy tyto pohyby můžeme pozorovat. Otázka, jestli i kolem ostatních hvězd obíhají planety, trápila lidstvo od doby, kdy pochopilo, že na jedné takové planetě sedí, až do chvíle, kdy tyto planety dokázalo vidět. Protože vidět znamená uvěřit.

Historie systematického výzkumu bioelektrických jevů sahá hluboko do 18. století, kdy vědci jako Luigi Galvani poprvé zkoumali roli elektrického náboje v živých organismech. Právě jeho experimenty se žabími stehýnky, při kterých pozoroval svalové kontrakce způsobené elektrickými impulsy, daly vzniknout oboru, který dnes známe jako bioelektřina.

Ne, nejde o inspiraci snímkem Christophera Nolana „Oppenheimer“ a výbuchem pumy Trinity v Nevadské poušti v závěru filmu. Řeč sice bude o jasu až o mnoho řádů vyšším, než je jas na povrchu Slunce, jenže jen na malinkaté plošce několika desítek mikrometrů čtverečních uvnitř jádra optického vlákna pro optické komunikace, senzory, medicínu i pro hrubou sílu pro řezání a sváření v průmyslu… a nakonec i v obraně, ve vláknových laserech pro zbraně se směrovanou energií. Již více než třicet let rozvíjíme velkou výzkumnou infrastrukturu vláknových laserů a technologie optických vláken a jsme hrdí na to, že v těchto oborech jsme na světové špičce. Nabízíme vám nahlédnutí do dvou našich výzkumných oblastí: našeho tradičního tématu aktivních vláken a nedávno zahájeného výzkumu hypocykloidních vláken se vzduchovým jádrem.

S polovodičovými materiály a strukturami se dnes setkáváme ve všech oblastech života od osvětlení vnitřních i venkovních prostor přes elektroniku v automobilech, solární panely na střechách domů, inteligentní elektrorozvodné sítě a senzory, chytré telefony, výkonné počítače až po ultrarychlé optické sítě.

Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR provozuje a rozvíjí mj. také specializovanou laboratoř státního etalonu času a frekvence, která je v rámci národního metrologického systému přidruženou laboratoří Českého metrologického institutu a aktuálně je pověřena uchováváním Státního etalonu času a frekvence. Vytváří se zde fyzická aproximace jednotky času – sekundy, a to s využitím kvantového etalonu času a frekvence, konkrétně cesiových svazkových hodin, které se často označují jako atomové hodiny.