niedziela, 09.08.2020 - tydzień (P)arzysty
logoPolSl2019 2logoRE100
Wydział Elektryczny

 

Zawieszenie zajęć dydaktycznych

Od dnia 12.03.2020r. do odwołania zostają zawieszone wykłady, zajęcia oraz konsultacje dla studentów studiów stacjonarnych i niestacjonarnych, doktorantów i słuchaczy studiów podyplomowych oraz inne formy kształcenia, z wyłączeniem zajęć prowadzonych zdalnie.


NOWA PROCEDURA ZDALNEGO DYPLOMOWANIA


NOWE PROCEDURY PRAKTYK STUDENCKICH!

Informujemy, że na stronie Wydziału Elektrycznego zamieszczone zostały nowe procedury załatwiania spraw dotyczących praktyk studenckich oraz alternatywnych sposobów ich realizacji.

Informacje dla: studentów studiów stacjonarnych

Informacje dla: studentów studiów niestacjonarnych


Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium badawcze chemicznych czujników gazu

Potencjał możliwości pomiarowych Katedry Optoelektroniki Politechniki Śląskiej obejmuje wielokanałowe układy dozowania mieszanin gazowych umożliwiające badanie i wyznaczanie podstawowych parametrów metrologicznych chemicznych czujników gazu. Badane czujniki gazu umieszczane są w komorach pomiarowych, które pozwalają eksponować je na mieszaniny o zadanej koncentracji badanego analitu gazowego. Układy umożliwiają podłączenie dowolnych butli z badanymi mieszaninami gazowymi o kalibrowanych składach mieszanek. Układy dozowania są wyposażone w precyzyjne i inertne chemicznie reduktory gazowe, przepływomierze masy, układy filtracji mieszaniny gazowej oraz kontrolę wilgotności i temperatury badanej mieszaniny. Tory pneumatyczne wykonano ze stali nierdzewnej o wysokiej jakości. Zastosowano standardy połączeń pneumatycznych typu Swagelok® i VCR® w instalacjach gazowych. Systemy pomiarowe są w pełni automatyczne i zarządzane serwerami gazowymi, co pozwala na uzyskanie mieszanin gazowych o zmiennej koncentracji badanego analitu gazowego. Układy badawcze dozowania mieszanin do badania parametrów metrologicznych chemicznych czujników gazu wyposażono w referencyjne czujniki komercyjne (elektrochemiczne, IR, katalityczne, itp).

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium technologiczne wytwarzania struktur cienkowarstwowych

Laboratorium realizuje prace badawcze i technologiczne w zakresie wytwarzania cienkich warstw i struktur cienkowarstwowych technikami PVD: metodą rozpylania magnetronowego, rozpylania wiązką elektronów i odparowania w próżni, oraz metodami chemicznymi. Laboratorium wyposażone jest w napylarki współpracujące z układami pompowymi zbudowanymi na bazie pomp turbomolekularnych. Układy te pozwalają na uzyskanie próżni bazowej roboczej rzędu 10-7 mbar. Prace prowadzone w laboratorium w głównej mierze ukierunkowane są na wytwarzanie biernych i czynnych warstw oraz układów wielowarstwowych dla zastosowań w optoelektronice zintegrowanej, fotonice, elektronice oraz optycznej i akustoelektronicznej sensoryce. Laboratorium technologiczne Katedry Optoelektroniki Politechniki Śląskiej zajmuje się:

  • opracowaniem i wytwarzaniem światłowodów planarnych o skokowym współczynniku załamania metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego w próżni,
  • technologią cienkich warstw metalicznych Au, Cu, Pd, Ag, Al, Ti, Ni, W, Mo, Cr, otrzymywanych techniką rozpylania magnetronowego i parowania w próżni (w szczególności metali o katalitycznych własnościach),
  • opracowaniem i technologią plazmonowych i interferencyjnych struktur sensorowych w układach światłowodu planarnego, paskowego oraz na włóknach optycznych,
  • wytwarzaniem warstw chemo- (gazo-) i elektrochromicznych tj. WO3, V2O5, MoO3, Nb2O5,
  • technologią cienkich warstw ftalocyjanin i polimerów w tym polimerów przewodzących (PANi, PPy, i.in.),
  • badania i wytwarzanie wielowarstwowych struktur dielektrycznych o dużym kontraście dielektrycznym dla zastosowań w zwierciadłach dielektrycznych, filtrach interferencyjnych i strukturach fotonicznych,
  • nanoszenia warstw rezystywnych i przewodzących oraz układów elektrod i przetworników grzebieniowych na potrzeby układów elektrycznych i elektronicznych.
Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium metrologiczne mikroskopii skaningowej i spektrometrii

Katedra Optoelektroniki Politechniki Śląskiej dysponuje laboratoriami metrologicznymi, pozwalającymi na wszechstronną nanoidentyfikację i nanocharakteryzację warstw oraz badania własności optycznych struktur fotonicznych i plazmonowych oraz struktur mikroelektronicznych w szerokim zakresie widma promieniowania elektromagnetycznego. Informacje dotyczące morfologii oraz struktury układów cienkowarstwowych otrzymuje się metodami STM/AFM/XRF. Metodami spektroskopowymi UV-VIS oraz elipsometrią struktury charakteryzowane są pod kątem własności optycznych. Pełnej charakterystyki struktur dopełnia spektroskopia ramanowska i mikroskopia optyczna pola bliskiego. Mnogość metod pomiarowych umożliwia pełną charakteryzację fizykochemiczną badanych cienkich warstw i ich układów.

Potencjał możliwości charakteryzacji struktur cienkowarstwowych:

  • system Ntegra Spectra (NT-MDT) – kompleksowe pomiary w zakresie mikroskopii sił atomowych (AFM kontakt, półkontakt); skaningowej mikroskopii konfokalnej, mikroskopii optycznej w polu bliskim SNOM, skaningowej spektroskopii ramanowskiej (532 nm, 633 nm), skaningowej mikroskopii tunelowej STM,
  • spektrometr rentgenowski fluoroscsencyjny XRF (NT-MDT) – analiza składu chemicznego,
  • spektralny elipsometr 250-1700 nm – wyznaczane parametrów optycznych,
  • metody spektrometryczne UV-VIS-NIR, spektrometry 200-1100 nm (Ocean Optics),
  • stanowisko badawcze do wyznaczania właściwości modowych planarnych i siatkowych struktur fotonicznych.
Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium technologii światłowodowej

Badania struktur fotonicznych ze sprzęgaczami siatkowymi oraz badania optycznych struktur falowodów planarnych wykonanych z materiałów półprzewodnikowych o szerokiej przerwie energetycznej, wymagają wykorzystania stanowisk badawczych w dużej części dedykowanych. Dla potrzeb badań powyższych struktur zostało zaprojektowane, zbudowane i wykorzystane prototypowe (oryginalne) stanowisko badawcze do wyznaczania charakterystyk modowych z wykorzystaniem sprzęgaczy pryzmatycznych oraz struktur fotonicznych ze sprzęgaczami siatkowymi. Głównym elementem stanowiska jest goniometr, na bazie silnika krokowego posiadający rozdzielczość kątową na poziomie αr = 0,0005°. Stanowisko to składa się także ze źródła światła - lasery półprzewodnikowe o różnych długościach fal: λ=635 nm, λ=650 nm, λ=670 nm, λ=677 nm ze stabilizacją parametrów zasilania oraz stabilizacją temperatury. W celu ustalenia stanu polaryzacji wiązki światła w torze optycznym, zastosowano polaryzator krystaliczny oraz rotator optyczny, ustalający stan polaryzacji pobudzanych modów: TE lub TM. Badana struktura fotoniczna ze sprzęgaczem siatkowym lub światłowód planarny ze sprzęgaczem pryzmatycznym umieszczona jest na stoliku goniometrycznym. Sygnał optyczny z badanej próbki jest przenoszony do fotodiody o dużej powierzchni światłoczułej. W celu eliminacji zakłóceń stosowano detekcję homodynową, w tym celu zastosowano wzmacniacze typu Lock-In. Akwizycja danych pomiarowych odbywa się w komputerze klasy PC.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium wytwarzania światłowodów metodami dyfuzji i elektrodyfuzji jonów

W pracowni realizowane są procesy technologiczne wymiany jonowej w szkłach. Wykorzystuje się do tego szkła (najczęściej) krzemianowe zawierające w swoim składzie duże ilości (kilka %) modyfikatora mającego relatywnie niską energię wiązania z więźbą szkła. Modyfikator ten występuje w strukturze szkła w postaci jonowej. W szkłach krzemianowych modyfikatorem tym jest najczęściej jon sodu (Na+). Pracownia wyposażona jest w piece oporowe, w których osiągane są temperatury rzędu 400÷500°C. Jako ciekłe źródła jonów domieszek (Ag+, K+) stosowane są odpowiednie azotany. Znajomość temperaturowych zależności współczynników dyfuzji wymienianych jonów umożliwia kontrolę efektów tych procesów w czasie rzeczywistym na podstawie bieżącego pomiaru temperatury procesu. Stwarza to możliwość uzyskiwania wysokiej powtarzalności technologicznej właściwości refrakcyjnych wytwarzanych struktur gradientowych. W pracowni znajduje się również stanowisko umożliwiające realizację procesów dyfuzji wspomaganej polem elektrycznym (elektrodyfuzji).

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium fotolitografii i nanoszenia warstw polimerowych

Podstawowym elementem laboratorium, jest urządzenie firmy Karl Sűss które przeznaczone jest do kopiowania wzorca z maski fotolitograficznej na powierzchnię fotorezystu. Pozostałe elementy laboratorium to:

  • miejsce przygotowania podłoży,
  • wirówka do nanoszenia fotorezystu,
  • sterowany piec do procesów termicznych,
  • miejsce do wywoływania i usuwania fotorezystu,
  • miejsce do procesów trawienia,
  • mikroskopu Nikon ECLIPSE E200 z kamerą CCD.

Urządzenie do naświetlania pozwala na przeprowadzanie procesu naświetlania z wykorzystaniem długości fali 365 nm techniką kontaktową. Stąd wyposażone jest w szereg elementów umożliwiających poprawne centrowanie podłoża z fotomaską oraz odpowiedni docisk podłoża do fotomaski. Podstawowe moduły urządzenia to: układ naświetlania, układ uchwytów fotomasek i podłoży oraz układ centrowania. Dla poprawnego działania urządzenie wymaga podłączenia trzech linii pneumatycznych: sprężonego powietrza, podciśnienia oraz azotu, które są niezbędne do sterowania wszystkimi jego funkcjami. Ze względu na fakt, że wszystkie etapy procesu fotolitograficznego powinny być prowadzone w warunkach jak największej czystości otaczającego środowiska, urządzenie zainstalowane jest w komorze laminarnej z cyrkulacją i filtracją powietrza typu ESCO AIRSTREAM KlasaII, w klimatyzowanym pomieszczeniu. Wirówka firmy Rein Raum Technik Lanz, model EBS 11, jest wyposażona w regulator prędkości obrotowej oraz przyspieszenia pozwala na nanoszenie warstw fotorezystów oraz innych warstw metodą spin-on. Urządzenie jest wyposażone w podciśnieniowy uchwyt podłoży. Sterownik wirówki pozwala na programowanie wartości prędkości oraz przyspieszeń kątowych.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium badania efektów magnetooptycznych

Laboratorium ukierunkowane jest na badanie efektów magnetooptycznych w strukturach optycznych, takich jak: światłowody planarne i optyczne struktury objętościowe. W laboratorium testowane są:

  • światłowodowe czujniki prądu,
  • światłowodowe czujniki pola magnetycznego.

Podstawowym badaniem jest wyznaczanie stałej Verdeta oraz czułości magnetooptycznej czujników. Z uwagi na złożoność problematyki projektowania i budowania światłowodowych czujników polarymetrycznych, do których zaliczają się światłowodowe czujniki prądu i pola magnetycznego, laboratorium dysponuje stanowiskami do badań własności polaryzacyjnych, takich jak: wyznaczanie drogi zdudnień oraz badanie wpływu deformacji poprzecznych i skrętnych, a także badania wpływu drgań na własności polaryzacyjne czujników.

Najważniejsza aparatura będąca na wyposażeniu laboratorium:

  • analizator stanu polaryzacji DCP5500 na podczerwień (1510 – 1640 nm),
  • analizator stanu polaryzacji z głowicami na zakres widzialny (400 – 700 nm) oraz podczerwień (1300 – 1700 nm),
  • kontroler diod laserowych (ze stabilizacją temperatury),
  • cewka powietrzna, długa (dł.: 60 cm),
  • cewka powietrzna, długa (dł.: 80 cm),
  • cewka powietrzna, krótka (dł.: 12 cm),
  • zasilacze laboratoryjne prądu stałego (0-30 V; 0-20 A),
  • autotransformator (1 fazowy, 0-230 V; 23 A),
  • mierniki pola magnetycznego z sondą poprzeczną i podłużną
Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Laboratorium emisji akustycznej

Emisja akustyczna (EA) - zastosowanie emisji akustycznej do badań wyładowań niezupełnych (WNZ) w materiałach i urządzeniach elektroenergetycznych.

  • Pomiary WNZ metodą EA w układach z zamodelowanymi źródłami.
  • Analiza właściwości sygnałów EA pochodzących od różnych typów zamodelowanych źródeł WNZ.
  • Lokalizacja źródeł WNZ metodą triangulacji.
  • Pomiary WNZ metodą EA w prętach cewek generatorów. 
  • Analiza właściwości sygnałów EA pochodzących od rzeczywistych źródeł WNZ występujących w prętach cewek generatorów.
  • Lokalizacja źródeł WNZ w prętach cewek generatorów metodą stopnia zaawansowania sygnału EA.
  • Pomiary WNZ metodą EA w olejowych transformatorach energetycznych.
  • Analiza właściwości sygnałów EA pochodzących od rzeczywistych źródeł występujących w olejowych transformatorach energetycznych.
  • Sporządzanie map deskryptorów EA na ścianach bocznych transformatora i lokalizacja źródeł WNZ metodą stopnia zaawansowania sygnału EA.

Badania wykonywane są autorskimi systemami pomiarowymi (trzykanałowym systemem pomiarowym DEMA-COMP lub ośmiokanałowym systemem pomiarowym 8AE-WNZ) do badań zjawisk wyładowań niezupełnych (WNZ) metodą emisji akustycznej (EA) w warunkach laboratoryjnych oraz in situ.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Stanowisko do wzbudzania plazmonów powierzchniowych oraz pomiaru ich charakterystyk spektralno-kątowych

Układ pomiarowy składa się ze sterowanego za pomocą komputera goniometru, układu formowania wiązki oraz układu detekcyjnego. Goniometr przystosowany został do pomiarów w zakresie kątów padania 20º - 90º. Wzbudzanie plazmonów powierzchniowych odbywa za pomocą hemisfery wykonanej ze szkła o dużym współczynniku załamania (szkło SF-14). Do jej podstawy mocowany jest, wykonany na płasko-równoległej płytce szklanej, układ warstwowy z aktywną warstwą plazmonową. Jako źródło światła mogą być wykorzystywane modulowane amplitudowo źródła laserowe lub żarowe źródła światła. Układ detekcyjny może zawierać fotodiodę w układzie detektora lock-in lub spektrometr światłowodowy pracujący w zakresie długości fal od 200 nm do 1100 nm. Układ pomiarowy przystosowany został do pracy w cyklu automatycznym.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Elipsometr Spektralny typu SE-850

Elipsometr spektralny znajdujący się w posiadaniu Katedry Optoelektroniki przystosowany jest do pracy w zakresie spektralnym 280 nm - 2500 nm. Pomiary mogą się odbywać przy kątach padania z przedziału 40º - 90º. Elipsometr przystosowany jest do wyznaczania wielu parametrów cienkich warstw i ich układów, m.in.:

  • grubości - współczynnika załamania i jego dyspersji,
  • współczynnika ekstynkcji i jego dyspersji,
  • współczynnika odbicia i jego dyspersji,
  • współczynnika transmisji i jego dyspersji,
  • anizotropii,
  • nierówności powierzchni i powierzchni międzyfazowych,
  • profilu dyfuzji.

Wiązka sondująca ma regulowaną średnicę w zakresie od 2 mm do 4 mm. Spektrometr wyposażony jest w microspot zmniejszający średnicę wiązki sondującej do około 0.2 mm.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Stanowisko pomiarowe do badania i testowania czujników gazu

Stanowisko składa się z następujących elementów:

  • komory pomiarowej,
  • komputerowo sterowanego,
  • wielokanałowego układu dozowania gazów,
  • podzespołów dodatkowych: komputer, częstościomierze, sterownik kontrolno-pomiarowy, oscyloskop cyfrowy i inne.

Układ dozowania gazów pełni następujące funkcje:

  • zadawania i kontroli przepływu mieszanki gazowej oraz odczytu przepływów,
  • sterowania zaworami elektromagnetycznymi przepływomierzów masowych,
  • stabilizacją temperatury płytki sensora.

Mikroprocesorowy system sterowania obsługuje 8 wejściowych i wyjściowych sygnałów analogowych (MFC – przepływomierze masowe, pomiar temperatury, sterowanie ośmioma zaworami i wyświetlaczem ciekłokrystalicznym). Sterownik wyposażono w 12 ośmiobitowych portów wejścia/wyjścia, przeznaczonych do podłączenie dodatkowych, cyfrowych przyrządów pomiarowych. System dozowania zapewnia minimalną dyskretyzację czasową 0,1 s oraz umożliwia profilowanie przepływu gazów.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Bonder 5332 Ball – Deep Access

Montaż drutowy jest to najpopularniejsza metoda tworzenia kontaktu elektrycznego pomiędzy strukturami scalonymi i obwodami zewnętrznymi. Technika ta zwana jest wire bondingiem. Jest to proces zgrzewania dwóch materiałów poprzez poddanie ich działaniu siły deformującej drut i wymuszającej wymianę atomów pomiędzy metalem a warstwami kontaktów. W celu wytworzenia spoiny pomiędzy podłożem a drutem stosuje się kombinacje temperatury, nacisku i energii ultradźwiękowej dopasowaną do łączonych materiałów. Bonder 5332 BDA F&K Delvotec jest uniwersalnym urządzeniem pozwalającym na realizacje połączeń drutem złotym i aluminiowym o średnicach 25 μm w technice ball, wedge bonding.

Baza laboratoryjna Wydziału Elektrycznego

Elipsometr monochromatyczny SE400

Elipsometr wykorzystywany jest głównie do pomiarów grubości i współczynników załamania cienkich warstw. Zjawiskiem fizycznym wykorzystywanym w pomiarach elipsometrycznych jest zmiana stanu polaryzacji światła podczas odbicia od badanej struktury. Z analizy polaryzacji światła odbitego można wyznaczyć parametry optyczne i geometryczne struktury. Pomiary elipsometryczne mogą być realizowane w szerokim zakresie widmowym (elipsometry spektralne) bądź dla pojedynczej długości fali (elipsometry monochromatyczne). Na fotografii pokazany jest elipsometr monochromatyczny SE400 firmy SENTECH (Niemcy, Berlin).

Parametry urządzenia:

  • długość fali 632,8 nm,
  • kąty oświetlenia próbki: 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°,
  • zakres pomiaru grubości 1-2000 nm,
  • dokładności pomiaru: kątów elipsometrycznych Δ±0.06°, Ψ±0,03°, pomiaru grubości 0,1 nm, pomiaru współczynnika załamania 0,0005.