Search
dr hab. inż. Paweł Wierzba
Employment
- Associate professor at Department of Metrology and Optoelectronics
Publications
Filters
total: 90
Catalog Publications
Year 2024
-
Reply to Comment on ‘Nanodiamond incorporated human liver mimicking phantoms: prospective calibration medium of magnetic resonance imaging’
PublicationDependence of the spin–lattice (T1) relaxation times on the nanodiamond concentration in human liver phantoms is discussed. Factors affecting stability and and reproducibility of these phantoms are presented. The need for comparative measurements on multiple MRI scanners for better understanding of potential variations in the obtained imaging data is emphasised.
Year 2023
-
Application of fiber optic sensors using Machine Learning algorithms for temperature measurement of lithium-ion batteries
PublicationOptical fiber sensorsusing low-coherence interferometry require processing ofthe output spectrum or interferogramto quickly and accurately determine the instantaneous value of the measured quantity, such as temperature.Methods based on machine learning are a good candidate for this application. The application of four such methods in an optical fiber temperature sensoris demonstrated.Using aZnO-coated...
-
High-Resolution, Broad-Range Detection Setup for Polarimetric Optical Fiber Sensors
PublicationA common-path polarization interferometer using a Wollaston prism and an area detector for the measurement of retardation or optical path difference is presented. Employing a moderate-resolution 1280 by 1024 pixel monochrome camera, it offers a measurement range of approximately 780 radians at 830 nm and 1350 radians at 515 nm while maintaining a high measurement resolution. Retardation introduced by a zero-order waveplate or a...
Year 2021
-
Examination of Spectral Properties of Medicinal Plant Leaves Grown in Different Lighting Conditions Based on Mint Cultivation
PublicationCultivation in controlled environmental conditions can provide good quality medicinal herbs with consistent properties. A sensing system that can determine the contents of medicinal substances in plants using spectral characteristics of leaves would be a valuable tool. Viability of such sensing approach for mint had to be confirmed experimentally, as no data correlating contents of medicinal substances with spectral characteristics...
-
Optical-Fiber Microsphere-Based Temperature Sensors with ZnO ALD Coating—Comparative Study
PublicationThis study presents the microsphere-based fiber-optic sensor with the ZnO Atomic Layer Deposition coating thickness of 100 nm and 200 nm for temperature measurements. Metrological properties of the sensor were investigated over the temperature range from 100 °C to 300 °C, with a 10 °C step. The interferometric signal was used to monitor the integrity of the microsphere and its attachment to the connecting fiber. For the sensor...
Year 2020
-
Nanocrystalline diamond sheets as protective coatings for fiber-optic measurement head
PublicationFiber-optic sensors find numerous applications in science and industry, but their full potential is limited because of the risk of damaging the measurement head, in particular, due to the vulnerability of unprotected tips of the fiber to mechanical damage and aggressive chemical agents. In this paper, we report the first use of a new nanocrystalline diamond structure in a fiber-optic measurement head as a protective coating of...
Year 2019
-
Low-Coherence Interferometric Fiber-Optic Sensors with Potential Applications as Biosensors
PublicationFiber-optic Fabry-Pérot interferometers (FPI) can be applied as optical sensors, and excellent measurement sensitivity can be obtained by fine-tuning the interferometer design. In this work, we evaluate the ability of selected dielectric thin films to optimize the reflectivity of the Fabry-Pérot cavity. The spectral reflectance and transmittance of dielectric films made of titanium dioxide (TiO2) and aluminum oxide (Al2O3) with...
-
Tuning transfer function of fiber-optic Fabry-Pérot interferometer via introduction of birefringence in the cavity
PublicationThe study investigates the impact of birefringence exhibited by the cavity material of a fiber-optic Fabry-Pérot interferometer on its transfer function. The theoretical approach to analyze the effect of birefringence in the cavity of a plane Fabry-Pérot interferometer is described. The case of high- and low-finesse interferometer is investigated. It is shown that introduction of a birefringent medium of optimized parameters can...
Year 2018
-
Low-Coherence Interferometer with Nanocrystalline Diamond Films with Potential Application to Measure Small Biological Samples
PublicationThe study investigates a case of a low-coherence fiber-optic Fabry–Prerot interferometer with a nanocrystalline diamond (NCD) mirror. The method of achieving double density of interference fringes is proposed by the application of birefringent material in the cavity of the interferometer. It can be used to reduce sample volume in comparison to conventional interferometers. The use of a biocompatible diamond mirror makes it specifically...
-
PHASE OBJECT OBSERVATION SYSTEM BASED ON DIFFRACTION PHASE MICROSCOPY
PublicationIn the paper authors present a special measurement system for observing phase objects. The diffraction phas microscopy makes it possible to measure the dimensions of a tested object with a nanometre resolution. To meet this requirement, it is proposed to apply a spatial transform. The proposed setup can be based either on a two lenses system (called 4 f ) or a Wollaston prism. Both solutions with all construction aspects are described...
Year 2017
-
DESIGN THINKING ORIENTED METHODOLOGY IN GROUP PROJECT AS A STEP IN THE CDIO APPROACH
PublicationRecently much scientific research and industrial work is conducted in multidisciplinary teams, where cooperation between specialists from different areas of expertise is required in order to successfully address the challenging goals. Moreover, in start-up small companies the lack of supporting departments calls for additional multidisciplinary, economic and networking skills known as T-shaped personality. Recognizing these shortcomings...
-
Detection of immunological agent by optical fiber sensor: preliminary study
PublicationThe objective of this study is the application of optical methods for detection of immunological agent concentration. As the agent we used the Cyclaid, produced by Apotex Inc. In this article we investigated different Cyclaid concentrations in water. We used a Fabry-Pérot interferometer working in a reflective mode, the measurements were performed with source with central wavelength λ = 1550 nm. The preliminary investigation have...
-
Haemocompatibility of Modified Nanodiamonds
PublicationThis study reports the interactions of modified nanodiamond particles in vitro with human blood. Modifications performed on the nanodiamond particles include oxygenation with a chemical method and hydrogenation upon chemical vapor deposition (CVD) plasma treatment. Such nanodiamonds were later incubated in whole human blood for different time intervals, ranging from 5 min to 5 h. The morphology of red blood cells was assessed along...
-
Low-Coherence Interferometric Fiber-Optic Sensors with Potential Applications as Biosensors
PublicationFiber-optic Fabry-Pérot interferometers (FPI) can be applied as optical sensors, and excellent measurement sensitivity can be obtained by fine-tuning the interferometer design. In this work, we evaluate the ability of selected dielectric thin films to optimize the reflectivity of the Fabry-Pérot cavity. The spectral reflectance and transmittance of dielectric films made of titanium dioxide (TiO2) and aluminum oxide (Al2O3) with...
-
Low-coherence sensors with nanolayers for biomedical sensing
PublicationIn this paper, we describe the fiber optic low-coherence sensors using thin film. We investigated their metrological parameters. Presented sensors were made with the use of standard telecommunication single mode optical fiber (SMF28). Different materials were applied to obtain thick layers, such as boron doped diamond, silver and gold. The thickness of layers used in the experiments ranged from 100 nm to 300 nm. Measurements were...
Year 2016
-
Application of Thin ZnO ALD Layers in Fiber-Optic Fabry-Pérot Sensing Interferometers
PublicationIn this paper we investigated the response of a fiber-optic Fabry-Pérot sensing interferometer with thin ZnO layers deposited on the end faces of the optical fibers forming the cavity. Standard telecommunication single-mode optical fiber (SMF-28) segments were used with the thin ZnO layers deposited by Atomic Layer Deposition (ALD). Measurements were performed with the interferometer illuminated by two broadband sources operating...
-
Interferometric Sensor of Wavelength Detuning Using a Liquid Crystalline Polymer Waveplate
PublicationOperation of a polarization interferometer for measurement of the wavelength changes of a tunable semiconductor laser was investigated. A lambda/8 waveplate made from liquid crystalline polymer is placed in one of interferometers’ arms in order to generate two output signals in quadrature. Wavelength was measured with resolution of 2 pm in the wavelength range 628–635 nm. Drift of the interferometer, measured in the period of 500...
Year 2015
-
ALD thin ZnO layer as an active medium in a fiber-optic Fabry-Perot interferometer
Publication.
-
DIFFRACTION PHASE MICROSCOPY FOR OBSERVATION ON RED BLOOD CELLS FLUCTUATION
PublicationNowadays there is quite huge need for more and more precise and effective fast diagnostics methods in hematology diseases. One of the most important blood components are erythrocytes – RBCs (Red Blood Cells). Due to their size they are easy to observe using microscopy. It is commonly known that the shape and lifetime of RBCs allows for early disease identification. Authors present special measurement system for RBCs fluctuations observation...
-
Modeling of multi-cavity Fabry-Perot optical fiber sensors
PublicationReflectance characteristics of a two-cavity extrinsic Fabry-Perot optical fiber sensor were investigated using computer modeling. Calculations were performed using a plane wave-based approach, selected for clarity of results. Based on the modeling results, it can be concluded that the two-cavity Fabry-Perot interferometer can be used to measure two different quantities, such as refractive index and temperature, independently. It...
-
Polarization interferometer using a Liquid Crystalline Polymer waveplate for wavelength measurement
PublicationA two-beam polarization interferometer for measuring wavelength changes of a tunable semiconductor laser was designed, built and tested. This interferometer uses a λ/8 waveplate made from Liquid Crystalline Polymer in order to generate two output signals in quadrature. The λ/8 waveplate can be manufactured either on a beamsplitter face or on the mirror surface, reducing the cost and complexity of the optomechnical assembly. Experiment...
-
Spectral reflectance modeling of ZnO layers made with Atomic Layer Deposition for application in optical fiber Fabry-Perot interferometric sensors
PublicationSuitability of zinc oxide (ZnO) layers grown using Atomic Layer Deposition for operation in optical-fiber extrinsic Fabry-Perot sensors is investigated using a numerical model. Reflectance spectra obtained using the developed model indicate that the application of these layers in optical-fiber extrinsic Fabry-Perot sensors is difficult as it may require a source whose spectrum width is about 300 nm. A series of ZnO layers grown...
Year 2013
-
Dedicated power supply subsystem for ultra-low noise preamplifiers
PublicationIn field of electronics there is need for low-noise amplifiers. Noise have the most important influence on analog circuits. Therefore exist necessity to develop new ultra-low noise power supplies, which can cooperate with specified amplifiers and preamplifiers. It is very common that professional power supplies are very expensive and still have disadvantages. This paper proposes simple and inexpensive solution, which fulfill specific...
-
Optimization of a Fabry-Perot Sensing Interferometer design for an optical fiber sensor of hematocrit level
PublicationContinuous measurement of the hemato crit level in blo o d can p otentially b e p erformed using optical bre sensors. The FabryPerot interferometric sensors are a promising candidate in this application. The most imp ortant step in the design of the sensor is design of the sensing interferometer. Adequate cavity length and high interference contrast are two most imp ortant requirements in this application. The design metho d of...
Year 2011
-
Characterization of PLZT Thin Films for Fast Electro-Optical Sampling Circuits
PublicationW artykule omówiono technologię wytwarzania cienkich warstw wybranych kompozycji ceramik ołowiowo-lantanowo-cyrkonowo-tytanowych, nazywanych ceramikami PLZT. Przedstawiono wyniki badań jakości warstw za pomocą techniki XRD. wyniki pomiaru grubości warstw, ich względnej przenikalności dielektrycznej i współczynnika załamania. Omówiono kierunki dalszych prac.
-
Portable Raman spectrometer - design rules and applications
PublicationRaman spectroscopy has become more popular due to its new prospective field applications in forensic sciences, war against terrorism, environment protection and other field chemical analysis. Raman spectrometers can be miniaturised to portable devices and their price is decreasing due to development of optoelectronics components. Unfortunately, this technology has still numerous limitations that influence their design and limit...
-
Portable raman spectrometer with two excitation wavelengths
PublicationSelected problems of development of a portable Raman spectrometer having small size, reduced power consumption and robust construction are shown. The device dedicated for semiskilled personnel uses two lasers: 785nm and 355nm. Results of preliminary tests are presented. Also data processing procedures as well as problems referred to Raman signals acquisition through packages and influence of interfering signals are discussed.
-
Raman Spectra Measurements for Chemical Identifications - Aspect of Uncertainty Sources and Reduction of Their Effects
PublicationRaman spectrometers enable fast and non-contact identification of examined chemicals. These devices measure Raman spectra and compare with the spectra database to identify unknown and often illicit chemicals (e.g. drugs, explosives) usually without any sample preparation. Raman spectra measurements are a challenge due to noise and interferences present outside the laboratories (field applications). The design of a portable Raman...
-
The fast identification of explosives, natcotics and other chemicals carried on board of ships or transported in containers
PublicationThe fast identification of explosives, narcotics and other chemicals carried on board of ships or transported in containers to the harbors is an important problem of maritime security. Raman spectroscopy is an advanced technique used in state-of-the art laboratories for fast identification of chemicals. No sample preparation is required, and identification can be carried out through transparent packing, such as plastic or glass,...
Year 2010
-
Algorithms of chemicals detection using raman spectra
PublicationRaman spectrometers are devices which enable fast and non-contact identification of examined chemicals. These devices utilize the Raman phenomenon to identify unknown and often illicit chemicals (e.g. drugs, explosives)without the necessity of their preparation. Now, Raman devices can be portable and therefore can be more widely used to improve security at public places. Unfortunately, Raman spectra measurements is a challenge...
-
Algorytmy wykrywania substancji chemicznych na podstawie pomiarów widm Ramana
PublicationRejestracja widma promieniowania rozproszonego nieelastycznie podczas zjawiska Ramana, które jest charakterystyczne dla badanej substancji, pozwala na jej identyfikację. W pracy zostały przedstawione przykładowe widma Ramana substancji chemicznych. Następnie opisano błędy podczas pomiarów widm Ramana, powodujące ograniczenia możliwości identyfikacji substancji chemicznych lub ich mieszanin. Szczegółowo przedstawiono możliwości...
-
Algorytmy wykrywania substancji chemicznych na podstawie pomiarów widm Ramana
PublicationRejestracja widma promieniowania rozproszonego nieelastycznie podczas zjawiska Ramana, które jest charakterystyczne dla badanej substancji, pozwala jej identyfikację. W pracy zostaną opisane błędy wyznaczania widm Ramana, powodujące ograniczenia możliwości identyfikacji substancji chemicznych lub ich mieszanin. Szczegółowo zostaną przedstawione możliwości redukcji błędów pomiarowych przez zastosowanie procedur usuwania tła oraz...
-
Budowa i oprogramowanie przenośnego spektrometru ramana
PublicationW pracy przedstawiono budowę oraz zasadę działania przenośnego spektrometru Ramana, przygotowywanego w Katedrze Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechniki Gdańskiej. Opisano format plików *.SPC, który jest wykorzystywany przez oprogramowanie sterujące budowanym spektrometrem oraz stosowany przez większość komercyjnych aplikacji przeznaczonych do analizy widm Ramana. Przedstawiono podstawowe metody parametryzacji rejestrowanych...
-
BUDOWA I OPROGRAMOWANIE PRZENOŚNEGO SPEKTROMETRU RAMANA
PublicationW pracy przedstawiono budowę oraz zasadę działania przenośnego spektrometru Ramana, przygotowywanego w Katedrze Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Politechniki Gdańskiej. Opisano format plików *.SPC, który jest wykorzystywany przez oprogramowanie sterujące budowanym spektrometrem oraz stosowany przez większość komercyjnych aplikacji przeznaczonych do analizy widm Ramana. Przedstawiono podstawowe metody parametryzacji rejestrowanych...
-
Pomoc z budżetu ogólnego Unii Europejskiej dla Polski w latach 2004-2008 i jej efekty
PublicationW artykule przedstawiono pomoc otrzymaną przez Polskę z budżetu ogólnego Unii Europejskiej w latach 2004-2008. Omówiono strukturę i przeznaczenie otrzymywanych środków oraz przeanalizowano wyniki ich wykorzystania.
-
Portable raman spectrometer for maritime security applications
PublicationThe fast identification of explosives, narcotics and other chemicals carried on board of ships or transported in containers to the harbors is an important problem of maritime security. Raman spectroscopy is widely used for fast identification of various chemicals. Continuous progress in the field of photonics has resulted in commercial availability of low-power compact Raman spectrometers which can be integrated into portable systems....
-
Raman miniaturised system for field applications
PublicationRaman spectroscopy is a powerful and versatile research technique with a broad range of potential applications, which includes laboratory studies, on-line industrial process monitoring and field measurements. Scope of the field applications includes environment monitoring, detection of dangerous or prohibited materials and rapid identification of unknown samples. It stimulates development of dedicated Raman measurement equipment...
-
Szybkie elektrooptyczne układy próbkujące wykorzystujące ferroelektryczną ceramikę PLZT
PublicationW artykule omówiono konstrukcje elektrooptycznych układów próbkujących wykorzystujących ceramikę PLZT. Zaprezentowano także zagadnienia związane z pomiarami istotnych parametrów cienkich warstw tej ceramiki - grubości warstwy, współczynnika załamania i współczynnika elektrooptycznego. Przedstawiono kierunki dalszych prac.
-
Wzmacniacz fazoczuły do detekcji sygnałów wysokiej częstotliwości
PublicationW referacie przedstawiono układ wzmacniacza fazoczułego pracujący w zakresie częstotliwości 0,1 - 20 MHz. Wzmacniacz ten został zrealizowany w konfiguracji zawierającej mieszacz, tor pośredniej częstotliwości i detektor synchroniczny. Omówiono wybrane aspekty implementacji urządzenia oraz problemy napotkane w trakcie jego realizacji. Przedstawiono wyniki charakteryzacji poszczególnychmodułów wzmacniacza i omówiono kierunki dalszych...
-
Zastosowanie chłodzonych detektorów termicznych w systemach kryptografii kwantowej
PublicationW artykule przedstawiono wymagania stawiane detektorom pracującym w systemach kryptografii kwantowej. Omówiono zasadę działania bolometrów przeznaczonych do pracy w tych systemach. Zaprezentowano wybrane konstrukcje i omówiono kryteria optymalizacji i doboru punktu pracy. Dokonano porównania właściwości z właściwościami innych rodzajów detektorów. Przedstawiono perspektywy rozwojowe bolometrów chłodzonych kriogenicznie.
Year 2009
-
Detection of thermal radiation using lanthanum-strontium-iron oxide (LSFO) bolometers
PublicationW artykule przedstawiono bolometr wykonany z tlenków lantanowo-strontowo-żelazowych zastosowany do detekcji promienowania podczerwonego. Parametry bolometru były badane za pomocą wzorcowego źródła poromieniowania o temperaturze 38°C (311 K) oddalonego od bolometru o 500 mm. W trakcie pomiarów uzyskano stosunek sygnał/szum wynoszący ok. 62 (tj. 35.9 dB). Na podstawie wyników pomiarów oszacowano dokładność pomiaru temperatury za...
-
State-of-the-art bolometers - principles, devices, applications
PublicationW artykule omówiono zasady działania bolometrów wykorzystywanych w detekcji fal elektromagnetycznych, w zakresie od mikrofal, poprzez pormieniowanie terahercowe, do promieniowania X. Przedstawiono materiały stosowane w wytwarzaniu bolometrów, oraz reprezentatywne konstrukcje nowoczesnych bolometrów, w tym bolometrów nadprzewodzących i wykorzystujących efekty kwantowe. Zaprezentowano wybrane zastosowania tych detektorów w technice,...
-
Wpływ polityki spójności na integrację gospodarczą i społeczną w Unii Europejskiej w latach 1998-2008
PublicationW artykule przedstawiono wpływ polityki spójności Unii Europejskiej na ograniczenie dysproporcji w poziomie rozwoju regionów państw UE. Polityka ta, ustanowiona w 1988 roku i kilkukrotnie modyfikowana, jest finansowana z funduszy strukturalnych UE. Inwestując środki z tych funduszy w rozwój infrastruktury, otoczenia produkcyjnego i czynnika ludzkiego udało się ograniczyć dysproporcje w poziomie rozwoju najbiedniejszych regionów...
Year 2008
-
Badanie cienkowarstwowego bolometru z LSFO
PublicationW artykule przedstawiono wyniki badania procesów starzeniowych warstw z niestechiometrycznych tlenków Lantanowo-strontowo-żelazowych. Zaprezentowano wyniki pomiaru termicznej stałej czasowej bolometrów wykorzystujących badane warstwy. Przedstawiono wyniki bezkontaktowego pomiaru temperatury ciała czarnego o temperaturze 38 stopni Celcjusza.
-
Liquid crystalline optical components for application in optical sensing
PublicationW artykule opisano proces wytwarzania pryzmatów Wollastona na bazie roztworu ciekłokrystalicznego ZLI-1957 i płytek falowych na bazie prekursora polimeru ciekłokrystalicznego RMS03-001. Przedstawiono uzyskane parametry optyczne elementów pod kątem ich potencjalnych aplikacji
-
Optical low-coherence interferometry for selected technical applications
PublicationW artykule przedstawiono teoretyczne podstawy optycznej interferometrii niskokoherentnej i przedyskutowano jej unikatowe właściwości. Opisano w nim opracowany przez autorów system OCT przeznaczony do badań strukturalnych materiałów technicznych. Badania te obejmują także zmiany stanu polaryzacji promieniowania rozproszonego w badanym obiekcie. W artykule zawarto wyniki badań wybranych materiałów silnie rozpraszających promieniowanie...
-
Stability of an optical displacement sensor using a two-beam polarization interferometer
PublicationW artykule przedstawiono wyniki pomiarów stabilności wybranej konfiguracji dwuwiązkowego interferometru polaryzacyjnego. Przedyskutowano źródła występującej niestabilności.
-
Uniwersalne stanowisko do pomiaru termicznej stałej czasowej bolometrów
PublicationW komunikacie przedstawiono stanowisko umożliwiające pomiar termicznej stałej czasowej bolometrów. Stanowisko to składa się z układu pomiarowego połączonego z cyfrowym oscyloskopem lub analizatorem sygnału i umożliwia pomiar stałej czasowej w zakresie do kilku sekund. Omówiono budowę i działanie opracowanego układu i zaprezentowano wyniki pomiarów. W komunikacie przedstawiono kierunki dalszych prac.
Year 2007
-
Selected perowskite type LSFO thin films for the infrared detectors
PublicationPrzedstawiono technologię wytwarzania cienkich warstw ceramicznych tlenków lantanowo-strontowo-żelazowych (LSFO). Zaprezentowano konstrukcję bolometrycznych detektorów podczerwieni wykonanych z opracowanych warstw. Przedstawiono charakterystyki prądowo-napięciowe wybranych detektorów, wyniki pomiaru ich szumów i termicznej stałej czasowej. Przedstawione detektory były w stanie wykryć obiekt o temperaturze 38 stopni Celcjusza znajdujący...
-
Wybrane realizacje układów detekcji czujników optycznych wykorzystujących interferometrię polaryzacyjną
PublicationW artykule przedstawiono wymagania stawiane układom detekcji czujników optycznych wykorzystujących interferometrię polaryzacyjną. Zaprezentowano stosowane rozwiązania tych układów i omówiono możliwości ich modyfikacji poprzez zastosowanie elementów optycznych wykonanych zciekłych kryształów i polimerów ciekłokrystalicznych. Przedstawiono wybrane realizacje układów detekcji i omówiono wpływ szumów części elektronicznej układów na...
seen 1667 times