Pracoviště: Fyzikální ústav UK

Širokospektrální spektroskopický systém FIR-MIR-NIR-VIS

Dodávka se skládala z GaP detektoru, termoelektricky chlazeného InGaAs detektoru, dusíkem chlazeného MCT detektoru, děliče svazku pro blízkou IČ oblast, zdroje záření pro UV a FIR oblast a z heliem chlazeného bolometru. Tyto detektory, dělič svazku a zdroje záření nám umožňují studium pevných látek v celém spektrálním oboru od daleké infračerveného oblasti až po UV.

Spektrometr pro cirkulární dichroismus

ECD spektrometr JASCO J-1500 je špičkové zařízení pro měření cirkulárního dichroismu. V současnosti představuje nejkvalitnější a nejspolehlivější přístroj používaný v této oblasti optické spektroskopie. Spektrometr umožňuje studovat prostorovou strukturu chirálních molekul a jejich konformační přechody. Na našem pracovišti se uplatňuje zejména při studiu struktury proteinů a nukleových kyselin a potenciálních léčiv, sledování stereoselektivních procesů nebo interakcí. Vysoce univerzální multikanálový spektrometr J-1500 je vybaven vysokotlakou xenonovou výbojkou (150 W) jako excitačním zdrojem a kromě CD spekter umožňuje ve spektrální oblasti 163 – 950 nm současně měřit i lineární dichroismus (LD), UV-Vis absorbanci a fluorescenčně detekovaný CD (FDCD). Zařízení je vybaveno Peltierovym termostatovaným držákem fluorescenčních kyvet dovolujícím teplotní měření v oblasti -30°C až +130°C, magnetickým mícháním a taky speciálním mikrovzorkovým diskem pro studium vzorků v extrémně malých objemech. Vysoce sofistikovaný systém promývání zařízení čistým dusíkem snižuje finanční náročnost provozu a servisní náklady.

ECD spektroskopie patří k základním experimentálním metodám studia biomolekul, zejména proteinů, nukleových kyselin, polysacharidů, pigmentů, jejich složek a komplexů s vlastní nebo indukovanou chiralitou. V některých oblastech, např. při studiu sekundární struktury proteinů nebo tvorby guaninových kvadruplexů nukleových kyselin, představují CD spektra naprosto nezbytnou součást charakterizace studovaných systémů, implicitně vyžadovaných v publikacích.

Pořízení tohoto přístroje umožnilo vyřešit paradoxní situaci, kdy studenti MFF UK oboru biofyzika a chemická fyzika měli možnost prakticky se seznámit s pokročilejšími a méně běžnými chiroptickými metodami, např. vibračním cirkulárním dichroismem (VCD) nebo Ramanovou optickou aktivitou (ROA), ale chyběla zkušenost se základní a standardní metodou ECD. Pořízení ECD spektrometru nesporně přispělo ke zkvalitnění praktické výuky.

Systémy pro optickou a magnetooptickou spektroskopii v terahertzové a viditelné oblasti

Spektrograf a CCD detektor. K porozumění základů elektronové struktury materiálů je potřeba znát spektrálně závislou optickou odezvu. V rámci optického směru studia na MFF UK studenti navštěvují přednášky, které se touto tematickou zbývají. Přednáška Základy optické spektroskopie se zabývá popisem základních spektroskopických přístrojů. Pořízený spektrograf je používán jak k demonstraci konstrukce spektroskopických přístrojů v rámci této přednášky, tak k měření optické odezvy pevných látek a jejímu vztahu k elektronové struktuře.

Laserem buzené výbojky Energetiq. Vysoce stabilní zdroje pro měření spektrální závislosti optických a magnetooptických vlastností pevných látek v UV oblasti. Používají se v kombinaci se spektrografem a CCD detektorem Andor.

THz spektrometr pro optická a magnetooptická měření vč. bipolárního zdroje pro elektromagnet. THz spektrometr byl složen z jednotlivých komponent. Sestavený spektrometr umožní jednodušší demonstraci fyzikálních procesů hrajících roli při generaci a detekci THz záření. Studenti si v rámci nově vypsaných předmětů Základní přístroje optické spektroskopie a Experimentální metody optické spektroskopie pevných látek budou moci sestavit vlastní THz spektrometr z pořízených komponent. Tento přístup považujeme za více didaktický a motivační, než nákup velmi drahého kompaktního komerčního THz spektrometru.

THz generátor a detektor. Tato zařízení generují a detekují záření v THz oblasti spektra a v šířce pásma 5 THz. K jejich funkčnosti je zapotřebí čerpacího fs laseru, který je k dispozici v laboratoři magnetooptiky FUUK. Slouží k výuce teorie generace a detekce THz záření v rámci nových přednášek Základní přístroje optické spektroskopie a Experimentální metody optické spektroskopie pevných látek. Zařízení byla otestována při dodávce a jsou zcela funkční.

Optický kryostat Montana s uzavřeným cyklem. Špičkový optický kryostat s uzavřeným cyklem a antivibračním rozhraním umožní demonstraci vlivu teploty na optickou a magnetooptickou odezvu materiálů ve viditelné, infračervené a THz oblasti. Jeho důležitou vlastností je integrovaný elektromagnet (s bipolárním zdrojem) s možností aplikace dostatečně vysokého magnetického pole při nízkých teplotách. Díky antivibračnímu rozhraní je též možné implementovat prostorově rozlišená měření pomocí mikroskopie. Přistroj se využije zejména při praktické demonstraci změny fononových spekter materiálů při změně teploty.

Supercontinuum bílý laser NHK. Tento širokopásmový laserový zdroj je ideální k demonstraci disperzních jevů na základních optických prvcích spektrografických přístrojů. K tomu byl již využit v rámci přednášky Základy optické spektroskopie. Dále se bude využívat při měření úloh v rámci Speciálního praktika pro optoelektroniku – měření spektrální závislosti Faradayova magnetooptického jevu.

Vektorový magnet

Třídimenzionální supravodivý vektorový magnet umožňující aplikaci magnetického pole až do 1T v libovolné orientaci vzhledem k povrchu vzorku. Čtyři optická okénka dovolují jeho využití v magnetooptické spektroskopii i magnetometrii. Díky VTI je možné nastavovat teplotu vzorku v rozmezí 2.5K až 325K. Celý systém je s uzavřeným okruhem nevyžadující přísun kapalného hélia.