Wybrane zastosowania układów detekcji promieniowania optycznego w nowoczesnych systemach optoelektronicznych

• Autorzy: Mikołajczyk Janusz , Prokopiuk Artur , Szabra Dariusz , Pietrzyk Beata , Nowakowski Mirosław , Achtenberg Krzysztof , Bielecki Zbigniew , Wojtas Jacek

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2019.1.2

Warianty tytułu

EN

Selected applications of optical radiation detection in modern optoelectronic systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy wybranych wyników prac badawczo-rozwojowych realizowanych w Zespole Detekcji Sygnałów Optycznych IOE WAT. Prace te dotyczą głównie fotoodbiorników na różne zakresy widmowe, ultraczułych analizatorów gazów do wykrywania materiałów wybuchowych i biomarkerów chorób w ludzkim oddechu oraz bezpiecznych łączy laserowych w otwartej przestrzeni. W pracy opisano przykładowe układy detekcji promieniowania optycznego z zakresu od ultrafioletu do dalszej podczerwieni, które powstały w ramach prac statutowych i projektów badawczo-rozwojowych. Szczególną uwagę zwrócono na aspekty aplikacyjne uzyskanych wyników wskazując jednocześnie właściwości technologii, dla których zostały one zaprojektowane.

EN

The article presents a brief description of research and development works carried out by Group of Optical Signal Detection at the Institute of Optoelectronics, MUT. These activities mainly concern the construction of photoreceivers operated in various spectral ranges, ultra-sensitive gas analyzers for detection of explosives and diseases biomarkers in human breath, and free space optical data link. Some exemplary detection systems of radiation spectra from ultraviolet to longer infrared, which were designed as a part of academic works or R&D projects, are described. Some practical aspects of these results for some optoelectronic technologies are discussed.

Słowa kluczowe

PL

detekcja promieniowania optycznego; fotodetektory; fotoodbiorniki; optoelektroniczne sensory gazów; łączność laserowa; materiały wybuchowe; analiza oddechu

EN

optical radiation detection; photodetectors; photoreceivers; optoelectronic gas sensors; free space optics; explosive materials; breath analysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 60, nr 1
• Strony: 16--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mikołajczyk Janusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Prokopiuk Artur

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Szabra Dariusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Pietrzyk Beata

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Nowakowski Mirosław

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Achtenberg Krzysztof

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Bielecki Zbigniew

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

autor

Wojtas Jacek

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. W. Urbanowicza 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Transparency Market Research Report, https://www.transparencymarketresearch.com/photodiode-sensor-market.html
• [2] Z. Bielecki, "Readout electronics for optical detectors", Opto-electron. Rev, vol. 12, no. 1, pp. 129-137, 2004.
• [3] Z. Bielecki, "Selection of the first stage of a photoreceiver", Molecular and Quantum Acoustics, vol. 26, p. 21, 2005.
• [4] Z. Bielecki, W. Kolosowski, R. Dufrene, E. Sedek, and J. Wojtas, "Photoreceiver for BLU/UV detection", 2004, p. 383.
• [5] Z. Bielecki and J. Mikołajczyk, "Układy detekcji promieniowania z zakresu skrajnego nadfioletu", Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 47, no. 9, s. 46-51, 2006.
• [6] Z. Bielecki and J. Mikołajczyk, "Energy meter system for gas-puff laser plasma", Optica Applicata, vol. 37, no. 1-2, pp. 83-92, 2007.
• [7] J. Mikołajczyk, "Głowica detekcyjna do pomiaru energii promieniowania optycznego na potrzeby mikroskopii", Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, vol. 58, no. 1, s. 339-349, 2009.
• [8] J. Wojtas and Z. Bielecki, "Signal processing system in cavity enhanced spectroscopy", Opto-Electronics Review, vol. 16, no. 4, pp. 420-427, 2008.
• [9] J. Wojtas, "Analiza stosunku mocy sygnału do mocy szumu czujnika NO2", Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 49, no. 6, s. 62-64, 2008.
• [10] J. Wojtas, J. Mikolajczyk, and Z. Bielecki, "Aspects of the application of cavity enhanced spectroscopy to nitrogen oxides detection", Sensors, vol. 13, no. 6. pp. 7570-7598, 2013.
• [11] Z. Bielecki, M. Leszczynski, K. Holz, L. Marona, J. Mikolajczyk, M. Nowakowski, P. Perlin, B. Rutecka, T. Stacewicz, and J. Wojtas, "Sub-ppb NOX detection by a cavity enhanced absorption spectroscopy system with blue and infrared diode lasers", in WIT Transactions on Modelling and Simulation, 2009, vol. 48.
• [12] Z. Bielecki, W. Kołosowski, and J. Wojtas, "Optoelektroniczne sensory par materiałów wybuchowych", Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, vol. 60, no. 145, pp. 45-47, 2010.
• [13] P. Z. Jankowski, A. G. Mercado, and S. F. Hallowell, "FAA explosive vapor/particle detection technology", in Applications of signal and image processing in explosives detection systems, 1993, vol. 1824, pp. 13-25.
• [14] J. C. Oxley, "A survey of the thermal stability of energetic materials", in Theoretical and Computational Chemistry, vol. 12, Elsevier, 2003, pp. 5-48.
• [15] J. Wojtas, T. Stacewicz, Z. Bielecki, B. Rutecka, R. Medrzycki, and J. Mikolajczyk, "Towards optoelectronic detection of explosives", Opto-electronics Review, vol. 21, no. 2, 2013.
• [16] J. Wojtas, Z. Bielecki, S. Cudziło, M. Nowakowski, B. Rutecka, R. Niedbała, and M. Wesołowski, "Projekt układu zatężania i dekompozycji par materiałów wybuchowych", Przegląd Elektrotechniczny, vol. 86, no. 11a, pp. 225-228, 2010.
• [17] W. Gawron, Z. Bielecki, J. Wojtas, D. Stanaszek, J. Łach, and M. Fimiarz, "Infrared detection module for optoelectronic sensors", in Infrared Technology and Applications XXXVIII, 2012, vol. 8353, p. 83532U.
• [18] Z. Bielecki, J. Janucki, A. Kawalec, J. Mikołajczyk, N. Pałka, M. Pasternak, T. Pustelny, T. Stacewicz, and J. Wojtas, "Sensors and systems for the detection of explosive devices-an overview", Metrology and Measurement Systems, vol. 19, no. 1, pp. 3-28, 2012.
• [19] J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikołajczyk, and M. Nowakowski, "Ultrasensitive laser spectroscopy for breath analysis", Opto-electronics Review, vol. 20, no. 1, pp. 26-39, 2012.
• [20] J. Wojtas, Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Mikolajczyk, B. Rutecka, and R. Medrzycki, "Nitrogen oxides optoelectronic sensors operating in infrared range of wavelengths", Acta Physica Polonica A, vol. 124, no. 3, pp. 592-594, 2013.
• [21] J. Mikołajczyk, Z. Bielecki, and D. Szabra, "Systemy łączności optycznej w otwartej przestrzeni", Przegląd Elektrotechniczny, vol. 94, no. 8, pp. 39-43, 2018.
• [22] J. Mikolajczyk, B. Rutecka, D. Szabra, J. Wojtas, Z. Zawadzki, and Z. Bielecki, "Infrared-radio wireless communication system", in 2018 22nd International Microwave and Radar Conference (MIKON), 2018, pp. 181-183.
• [23] J. Mikołajczyk, W. Gawron, P. Kalinowski, M. Fimiarz, and J. Wojtas, "Detection modules for FSO receiver operating in the wavelength range of 8-12 um", in Advanced Free-Space Optical Communication Techniques and Applications III, 2017, p. 7.
• [24] Z. Bielecki, W. Kołosowski, J. Mikołajczyk, M. Nowakowski, E. Sędek, and J. Wojtas, "Badania nadajnika do otwartego łącza optoelektronicznego drugiej generacji", Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, vol. 57, pp. 44-49, 2007.
• [25] J. Mikołajczyk, D. Szabra, R. Matyszkiel, and B. Grochowina, "Przegląd technologii stosowanych w wojskowych systemach łączności bezprzewodowej", Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne, 2017.
• [26] S. Tiwari and M. Borage, "Passive circuit limits inrush current", 2002.
• [27] D. Szabra, A. Prokopiuk, Z. Bielecki, D. Majsterek, and A. Zając, "Mikroprocesorowy czujnik CO2", Przegląd Elektrotechniczny, vol. 91, s. 181-183, 2015.
• [28] D. Szabra, A. Prokopiuk, J. Mikołajczyk, T. Ligor, B. Buszewski, Z. Bielecki, "Air sampling unit for breath analyzers", Rev. Sci. Instrum. 88, 115006-1 - 115006-6, 2017.
• [29] Z. Bielecki, T. Stacewicz, J. Wojtas, J. Mikołajczyk, D. Szabra, A. Prokopiuk, "Selected optoelectronic sensors in medical applications", Opto-electronics Review 26 (2), pp. 122-133, 2018.
• [30] J. Wojtas, "Application of Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy to the Detection of Nitric Oxide, Carbonyl Sulphide, and Ethane - Breath Biomarkers of Serious Diseases", Sensors, 14356-14369, 2015.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

2. Artykuł powstał w ramach pracy statutowej nr PBS 877/2018, realizowanej w Instytucie Optoelektroniki, Wojskowej Akademii Technicznej im. Jarosława Dąbrowskiego.