Ατομική, Μοριακή και Οπτική Φυσική

Τα μέλη του τομέα Ατομικής και Μοριακής Φυσικής είναι οι Δρς.: I. Kομίνης, Π. Λαμπρόπουλος, Κ. Φωτάκης, Π. Ρακιντζής, Θ. Τζουρος, Δ. Χαραλαμπίδης,  ως Διδακτικό Ερευνητικό Προσωπικό, συνεργαζόμενοι μόνιμοι ερευνητές από το ΙΗΔΛ/ΙΤΕ και μέλη ΔΕΠ από άλλα τμήματα του Πανεπιστημίου Κρήτης όπως οι Δρς.: Δ. Άγγλος, Ε. Βελεγράκης, Κ. Καλπούζος, Γ. Νικολόπουλος, Ν. Α. Παπαδογιάννης, Δ. Παπάζογλου, D. Petrosian, και αριθμός μεταδιδακτορικών ερευνητών και μεταπτυχιακών φοιτητών.

Το Τμήμα Φυσικής του Παν/μίου Κρήτης έχει ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων βασισμένων στην χρήση laser. Το μεγαλύτερο μέρος τους γίνεται σε συνεργασία με το ΙΗΔΛ του ΙΤΕ, μέρος του συνεργαζόμενου ερευνητικού προσωπικού του οποίου και μέλη του Τμήματος Φυσικής. Τα εργαστήρια είναι εξοπλισμένα με συστήματα laser και συσχετιζόμενων πειραματικών διατάξεων τελευταίας τεχνολογίας, τα οποία επιτρέπουν την πραγματοποίηση πρωτότυπων πειραμάτων που απαιτούν υψηλές εντάσεις κορυφής σε συνδυασμό με μικρής χρονοδιάρκειας παλμούς laser. Οι δραστηριότητες του τομέα των laser βασίζονται σε μία έντονη αλληλεπίδραση βασικής, εφαρμοσμένης και τεχνολογικής έρευνας. Συμπεριλαμβάνουν επίσης εκπαίδευση, επιδείξεις και προώθηση τεχνολογιών σχετικών με τα laser. Μέλη του τομέα συμμετέχουν σε μία σειρά ανταγωνιστικά Ευρωπαϊκά ερευνητικά προγράμματα και έχουνε καθιερώσει μεγάλο αριθμό ουσιαστικών διεθνών συνεργασιών. Μερικά μέλη του τομέα συμμετέχουν σε Ευρωπαϊκές και διεθνείς επιστημονικές επιτροπές. Η επιστημονική συνεισφορά του τομέα, όπως αυτή μπορεί να ποσοτικοποιηθεί από τις δημοσιεύσεις, συμμετοχές σε διεθνή επιστημονικά γεγονότα και διπλώματα ευρεσιτεχνίας, ανέρχεται σε περισσότερες από 25 δημοσιεύσεις σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά ή βιβλία ανά έτος, περί τις 10 προσκεκλημένες ομιλίες σε διεθνή συνέδρια ανά έτος και 4 διπλώματα ευρεσιτεχνίας τα τρία τελευταία χρόνια. Οι κύριες ερευνητικές δραστηριότητες του τομέα των laser συνοψίζονται παρακάτω:

Βασική Έρευνα.

(α) Ατομική Φυσική laser.

Η ομάδα Ατομικής Φυσικής ασχολείται με την μελέτη καινοτόμων πτυχών της αλληλεπίδρασης σύμφωνης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με άτομα. Οι δραστηριότητες της ομαδοποιούνται στις παρακάτω περιοχές

- αλληλεπιδράσεις ατόμων με στενούς παλμούς υψηλής έντασης στα ή πέρα από τα όρια της θεωρίας διαταραχών.
- φαινόμενα κβαντομηχανικής συμβολής σε άτομα με σκοπό τη μελέτη της φωτοεπαγώμενης δομής στο διακριτό και συνεχές φάσμα του ατόμου, καθώς και τον έλεγχο της δυναμικής του ιονισμού.
- ατομική φασματοσκοπία πολυφωτονικού ιονισμού, ICE και φωτοηλεκτρονίων από καταστάσεις αυτοιονισμού.
- ανάπτυξη ισχυρών πηγών σύμφωνης ακτινοβολίας VUV/XUV βασισμένων σε μετατροπή συχνότητας μέσω μη γραμμικής σκέδασης σε ατομικά αέρια μέσα.
- εφαρμογές της αλληλεπίδρασης laser - ατόμου σε αναλυτικές και διαγνωστικές τεχνικές.

(β) Ατομική Φυσική με Επιταχυντές.

Οι διαδικασίες ηλεκτρονικών μεταβάσεων που προκαλούνται σε κρούσεις υψηλής ενέργειας μεταξύ ιόντων και ατόμων μελετώνται σε φασματοσκοπία ηλεκτρονίων Auger υψηλής διακριτικότητας. Το ενδιαφέρον εστιάζεται σε κρούσεις ημιελευθέρων (quasi - free) ηλεκτρονίων με υψηλά φορτισμένα ιόντα, όπου τα ηλεκτρόνια του στόχου ενεργούν σαν ελεύθερα σωματίδια με κάποια διεύρυνση της ορμής τους λόγω της περιφοράς στη φυσική πλάσματος, στην αστροφυσική, στην τεχνολογία κυκλικών επιταχυντών (storage rings), καθώς και στο πεδίο ραδιοθεραπείας με βαρέα ιόντα. Πειράματα διενεργούνται σε διάφορα εργαστήρια επιταχυντών, ιδίως στις ΗΠΑ και την Γερμανία.  Πρόσφατα με χρηματοδότηση απο το πρόγραμμα ΘΑΛΗΣ (2011-2015) έχει αναπτυχθεί ειδική πειραματική γραμμή (beam line) αποκλειστικά για μελέτες ατομικής φυσικής σε κρούσεις ιόντων με άτομα στο εργαστήριο της 5MV Τάντεμ Van de Graaff επιταχυντή στο Ινστιτούτο Πυρηνικής και Σωματιδιακής Φυσικής στο ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος στην Αθήνα και έχει αναπτυχθεί ειδική ομάδα φασματοσκοπίας ηλεκτρονίων. Για περισσότερες λεπτομέριες βλέπε εδώ.

(γ) Μοριακή Φυσική με laser

Οι ερευνητικές δραστηριότητες μοριακής φυσικής συμπεριλαμβάνουν:

- φυσική των Clusters: σχηματισμός, σταθερότητα, δομή, οπτικές ιδιότητες, εναπόθεση σε επιφάνειες, αντιδραστικότητα και κατάλυση με Clusters.
- μοριακή φασματοσκοπία και δυναμική.
- φωτοχημικές μελέτες εκρηκτικής αποδόμησης στερεών.

Εφαρμοσμένη Έρευνα.

(α) Υλικά: Ανάπτυξη, χαρακτηρισμός και ανάλυση διεργασίας

Η δραστηριότητα αυτή εστιάζεται στην:

- ανάπτυξη υψηλής ποιότητας λεπτών υμενίων από πρωτότυπα υλικά, με χρήση μεθόδων εναπόθεσης με laser και μελέτη των θεμελιωδών ιδιοτήτων τους.
- μελέτη βασικών θεμάτων της διεργασίας ανάπτυξης όπως π.χ. η εκρηκτική φωτοδιάσπαση και η εναπόθεση υμενίων.

(β) Μη - γραμμική οπτική και ενεργοί οπτικοί κυματοδηγοί.

Η δραστηριότητα στοχεύει:

- στη μελέτη των βασικών ιδιοτήτων των φωτοδιαθλαστικών υλικών.
- στη διερεύνηση βασικής συμπεριφοράς, μέσω επίδειξης πρωτοτύπων σχημάτων αποθήκευσης και επεξεργασίας πληροφορίας.
- στην ανάπτυξη και χαρακτηρισμό δομών ενεργών οπτικών κυματοδηγών.

(γ) Βιοφυσική.

Η ομάδα της βιοφυσικής μελετά την αλληλεπίδραση ακτινοβολίας laser με βιολογικά συστήματα από την βιοφυσική και βιοχημική της πλευράς με σκοπό:

- την διασαφήνιση του μηχανισμού θεραπείας.
- την κλινική εφαρμογή νέων οπτικών τεχνικών.
- την κοπή και την αλλαγή σχήματος βιουλικών.

(δ) Αλληλεπιδράσεις laser με στερεούς στόχους.

Στη μελέτη της αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας laser με στερεούς στόχους συμπεριλαμβάνονται:

- μη γραμμικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο σε μεταλλικές επιφάνειες με χρήση χρονικά στενών παλμών.
- γένεση πολλαπλών αρμονικών από μεταλλικές επιφάνειες.
- εκπομπή ακτινών - Χ από πλάσμα και δέσμες ηλεκτρονίων που έχουν παραχθεί από παλμούς Excimer laser μικρής χρονοδιάρκειας.

Τεχνολογική Ερεύνα και Ανάπτυξη.

(α) Κατεργασία Υλικών.

Η δραστηριότητα αποσκοπεί στην ανάπτυξη και εφαρμογή τεχνικών, βασισμένων σε ακτινοβολία laser, επιφανειακής και σε βάθος κατεργασίας υλικών, όπως μικρομηχανουργική με Excimer laser, τροποποίηση επιφανειών καθώς και αισθητήρια όργανα οπτικών ινών.

(β) Διαγνωστική κατεργασιών.

Η δραστηριότητα είναι εστιασμένη στην ανάπτυξη διαγνωστικών μεθόδων με χρήση laser για την παρακολούθηση διεργασιών κατεργασίας, όπως φασματοσκοπία πλάσματος, οπτική και υπέρυθρη ανακλαστογραφία, φασματοσκοπία φθορισμού επαγόμενου με laser και μέτρηση ταχυτήτων μέσω του φαινομένου Doppler σε δέσμη laser.

(γ) Ανάπτυξη και ολοκλήρωση συστημάτων.

Οι εργασίες αφορούν την ανάπτυξη και ολοκλήρωση συστημάτων τα οποία βασίζονται σε τεχνολογίες laser και οπτοηλεκτρονικής, με σκοπό την προώθηση πρωτοτύπων τεχνολογικών λύσεων. Παραδείγματα των δραστηριοτήτων είναι:

- ανάπτυξη laser στερεού σώματος πολύ μικρών διαστάσεων.
- ανάπτυξη πηγών σύμφωνης ακτινοβολίας υπεριώδους.
- σύστημα οπτικών ινών.
- συστήματα θερμικής εικόνας.
- οργάνωση ιατρικών laser.
- αναπτυξη Excimer laser με ευρύ (στενό) παλμό.

Πανεπιστήμιο Κρήτης - Τμήμα Φυσικής - Πανεπιστημιούπολη Βουτών - GR-70013 Βασιλικά Βουτών, Ελλάδα
τηλ: +30 2810 394300 - fax: +30 2810 394301