Лабораторії

На більшості фізичних спеціальностей до справжнього обладнання студента підпускають курсі на четвертому, а іноді й у магістратурі — доти теорія, задачі та демонстраційні макети. У нас інакше: ти заходиш у лабораторію з другого курсу і працюєш на тих самих приладах, на яких виконуються дисертації та готуються статті до міжнародних журналів. Це не навчальні копії — це робоча техніка кафедри: лазери, спектрометри, кріостати, раманівський мікроскоп, еліпсометр.

Що ти робиш руками. Юстируєш оптичну схему на столі — ловиш пучок у півміліметра, вирівнюєш дзеркала, збираєш інтерферометр із окремих елементів. Ставиш зразок у тримач, відкачуєш вакуум, охолоджуєш до температури рідкого азоту. Калібруєш спектрометр за еталонною лампою, підбираєш час експозиції, знімаєш спектр — і отримуєш не готову відповідь, а сирі дані з шумом, які треба самому обробити. Паяєш схему, програмуєш мікроконтролер, щоб установка знімала дані сама. І так, спершу в тебе не вийде — сигнал загубиться, крива поповзе. Це нормальна частина роботи; саме так вчаться експериментатори.

Віртуальний тур

Шість приладів можна роздивитися просто зараз, не виходячи з дому. Два з них стоять у нас, у Центрі мікроскопії та лазерної спектроскопії фізичного факультету; чотири — у Технічному університеті Хемніца, куди їздять на стажування наші магістри. Тур зроблено спільно з Хемніцом за підтримки DAAD.

Потягніть панораму, щоб озирнутися по лабораторії, і натисніть кружечок «i», щоб дізнатися, що робить прилад і навіщо це у справжньому світі.

• Конфокальна раманівська спектроскопія — у нас, Центр мікроскопії та лазерної спектроскопії, к. 143
• Просвітлювальна електронна мікроскопія — у нас, Центр мікроскопії та лазерної спектроскопії, к. 149
• Raman Xplora — конфокальний раманівський мікроскоп, Хемніц, к. C60.116
• XPS — рентгенівська фотоелектронна спектроскопія, Хемніц, к. C60.120
• XRD — рентгенівська дифрактометрія, Хемніц, к. C50.038
• Еліпсометр M-2000 — J.A. Woollam, Хемніц, к. C60.117

Відкрити всі тури →

Центр колективного користування науковим обладнанням

Найважче обладнання, з яким працює кафедра, зібране не всередині кафедри, а в окремому центрі — ЦККНО «Мікроскопія та лазерна спектроскопія». Це підрозділ науково-дослідної частини університету, створений наказом ректора наприкінці 2024 року й уведений у дію 2025-го.

Сенс такого центру простий: прилад вартістю в кілька сотень тисяч євро не може стояти в одній кімнаті й працювати два дні на місяць. У центрі він доступний усім — і фізичному факультету, і хімікам, і біологам, і зовнішнім організаціям.

Для студента кафедри це означає, що електронний мікроскоп і раманівський спектрометр — не «десь у великій науці», а обладнання, до якого можна отримати доступ ще під час навчання. Саме тут відбувається значна частина курсових і дипломних робіт.

Три лабораторії центру

Обладнання центру

• Растровий електронний мікроскоп FEI Quanta 200F — структура поверхні там, де оптика вже не бачить
• Просвітлювальний електронний мікроскоп FEI — внутрішня будова зразка
• Атомно-силовий мікроскоп NT-MDT Ntegra Prima Basic — рельєф із нанометровою роздільною здатністю
• Раманівський мікроскоп Renishaw RMS21 — хімічні зв’язки й механічні напруження в зразку
• Фур’є-спектрометр FTIR — інфрачервона спектроскопія
• Багатофункціональна система нанесення SEO MFC2 і система хімічного осадження SEO СУП21 — вирощування тонких плівок
• Центрифуга SEO SC-12 — нанесення покриттів методом спін-коутингу

Хто може ним користуватися

Викладачі, науковці й здобувачі освіти Київського університету отримують доступ за регламентом центру. Сторонні організації — на платній основі; центр також надає платні послуги з теоретичної та практичної підготовки персоналу. Роботи з електронної мікроскопії виконуються у співпраці з компанією «Новації».

Заявки, регламент доступу, положення про центр і повний перелік обладнання — на сайті центру: aomlab.phys.knu.ua.

Питання про доступ до обладнання — до Василя Ящука, доцента кафедри оптики: yavas@univ.kiev.ua, +38 050 902 25 51. Тобто студентові кафедри не треба шукати виходи на центр через третіх людей — це той самий викладач, якого він бачить на парах.

Науково-дослідна лабораторія

НДЛ «Спектроскопія конденсованого стану речовин»

Тут виконуються реальні дослідницькі проєкти, а не навчальні завдання. Досліджують, як тверді тіла й рідини взаємодіють зі світлом: спектри поглинання, люмінесценції та комбінаційного розсіяння кристалів, плівок і наноструктур, зокрема за низьких температур. Студент може взяти сюди курсову чи дипломну роботу, увійти в дослідницьку групу і цілком реально стати співавтором публікації ще до випуску.

Наукові лабораторії

Лазерна техніка та прикладна квантова електроніка

Тут лазер — не чорна скринька з кнопкою, а прилад, який ти розбираєш до основ: резонатор, активне середовище, накачка, модуляція добротності. Ти вимірюєш потужність і розбіжність пучка, дивишся, як змінюється генерація від юстування дзеркал на частки градуса, працюєш з імпульсними режимами. Плюс те, чого не прочитаєш у підручнику: культура лазерної безпеки й уміння не зіпсувати дорогу оптику.

Лазерна спектроскопія

Якщо в попередній лабораторії лазер був об’єктом вивчення, то тут він стає інструментом. Вузька лінія лазера дозволяє «розсвітити» речовину так, як не вміє жодна лампа: комбінаційне розсіяння, лазерно-збуджена люмінесценція, вимірювання з часовим розділенням, нелінійні ефекти. Студент вчиться будувати повний вимірювальний тракт — від джерела до детектора — і розуміти, звідки в спектрі береться кожна лінія.

Поляризаційні вимірювання, інтегральна та волоконна оптика

Поляризація — це напрямок, у якому «гойдається» світлова хвиля, і за її змінами можна побачити те, чого не видно оком: внутрішні напруження у склі, товщину нанометрової плівки, концентрацію цукру в розчині. Тут же — оптичне волокно й інтегральні хвилеводи: як завести випромінювання у волокно товщиною з волосину, звідки беруться втрати, як світло керується на чипі. Це прикладна база всього оптичного зв’язку, волоконних сенсорів і фотонних мікросхем — напрямів, де зараз найбільше вакансій.

Провідні оптичні матеріали

Лабораторія працює з матеріалами, від яких залежить уся сучасна оптика й оптоелектроніка: кристали, стекла, тонкі плівки й покриття. Тут вимірюють, наскільки матеріал прозорий у потрібному діапазоні, який у нього показник заломлення, як він поводиться під випромінюванням і які в ньому дефекти. Студент отримує відповідь на дуже практичне питання: чому одне скло годиться для ультрафіолетового приладу, а інше — ні, і як це перевірити експериментально.

Фізика живого

Тут оптика зустрічається з біологією: як світло розсіюється й поглинається у тканинах, як світяться біомолекули та флуоресцентні мітки, як за спектром відрізнити здорову клітину від зміненої. Методи ті самі, що й у «неживій» частині кафедри, але об’єкт складніший — він змінюється просто під час вимірювання. Це прямий вихід на оптичну діагностику, біосенсори й лазерну медицину.

Навчально-дослідна лабораторія «Спектроскопічні вимірювання»

Головна навчальна база кафедри — саме сюди ти потрапляєш першим і проводиш найбільше годин. Тут розгорнуто дванадцять практикумів, які послідовно проводять тебе від «як увімкнути лазер» до «як самому спроєктувати вимірювання й довести, що результат правильний». Кожен практикум — це власна установка, власний зразок і власний протокол, який ти захищаєш.

• Лазерна фізика — запускаєш лазер, знаходиш поріг генерації, вимірюєш потужність, розбіжність і структуру пучка.
• Колориметрія — переводиш колір у числа: рахуєш координати кольору й перевіряєш, наскільки точно екран чи фарба відтворюють заданий відтінок.
• Поляризаційні методи оптичних вимірювань — визначаєш приховані напруження у склі, товщину плівки та оптичну активність розчину за поворотом площини поляризації.
• Нелінійна оптика — на вході в кристал невидимий інфрачервоний пучок, на виході зелений: сам спостерігаєш і міряєш подвоєння частоти світла.
• Техніка та методи спектральних вимірювань — власноруч збираєш і калібруєш тракт «джерело — монохроматор — детектор» і з’ясовуєш, що насправді обмежує роздільну здатність.
• Когерентні явища — працюєш з інтерферометрами, голограмами й спеклами; вимірюєш зміщення, менші за довжину хвилі.
• Оптоелектронні прилади та системи — знімаєш характеристики фотодіодів, світлодіодів і лазерних діодів і збираєш з них найпростіший канал передачі даних світлом.
• Цифрова електроніка та мікроконтролерна техніка — паяєш схему й пишеш прошивку, щоб установка сама керувала експериментом і записувала дані.
• Оптика напівпровідників — за краєм поглинання й спектром фотолюмінесценції визначаєш ширину забороненої зони — параметр, від якого залежить колір світлодіода й ККД сонячної панелі.
• Сучасна мікроскопія — проходиш шлях від класичного світлового мікроскопа до конфокального й флуоресцентного та на практиці впираєшся в межу роздільної здатності.
• Оптична метрологія — вчишся не просто виміряти, а довести точність: працюєш з еталонами, рахуєш похибки й будуєш бюджет невизначеності.
• Оптичне матеріалознавство — досліджуєш прозорість, показник заломлення, покриття й дефекти зразків і робиш висновок, для якого приладу цей матеріал придатний.