Instytut Optoelektroniki WAT bezpośrednio uczestniczy w realizacji wielu prac badawczo-rozwojowych istotnych dla potrzeb modernizacji sił zbrojnych w zakresie sprzętu optoelektronicznego. Tematy te odpowiadają realizowanym w SZ RP celom sił zbrojnych NATO i wymaganiom długoterminowym armii. Realizowane obecnie w IOE WAT prace w zakresie wymagań długoterminowych SZ RP to: - analiza porównawcza rozwiązań koordynatorów rakiet;
- samonaprowadzających z uwzględnieniem ich odporności na zakłócenia;
- przeciwpancerne pociski kierowane;
- systemy kierowania ogniem;
- symulacja optoelektronicznego pola walki;
- wspólne moduły termodetekcyjne;
- aktywna ochrona obiektów;
- laserowa telemetria skażeń, w tym chemicznych i biologicznych;
- broń laserowa.
Instytut Optoelektroniki pełni również funkcję Wojskowego Centrum Metrologii w zakresie metrologii optoelektronicznej. Potrzeba istnienia takiej komórki wynika z konieczności badań i certyfikacji urządzeń optoelektronicznych, znajdujących się na wyposażeniu wojska. Należy oczekiwać, że ich ilość będzie szybko rosła. Dotychczas nie istniała w SZ RP służba atestacyjno-legalizacyjna optoelektronicznego sprzętu metrologicznego. Rolę tę zaczęło spełniać Akredytowane Laboratorium Badawcze IOE WAT. Do zadań Instytutu w tym zakresie należy także pomiar parametrów technicznych i opiniowanie sprzętu optoelektronicznego wprowadzanego na wyposażenie wojska oraz nowych typów urządzeń przekazywanych przez zakłady produkcyjne. Przedstawiona tematyka jest niezwykle ważna w procesie modernizacji uzbrojenia naszej armii. Sprzęt wojskowy wykorzystujący optoelektroniczne systemy sterowania i kontroli, w tym urządzenia laserowe i termowizyjne stanowi niezbędne wyposażenie współczesnej armii. Obejmuje wszystkie rodzaje wojsk i służb oraz obszary działań od taktyki do strategii, od szkolenia pojedynczego żołnierza do zwalczania pocisków rakietowych. Realizując swoje zadania Instytut Optoelektroniki prowadzi prace naukowo-badawcze i badawczo-wdrożeniowe w zakresie: - techniki laserowej, w szczególności laserów gazowych, przestrajalnych laserów na ciele stałym, laserów pompowanych diodami półprzewodnikowymi oraz nowych ośrodków laserowych;
- techniki termalnej, obejmującej teletermodetekcję, aplikacje wojskowe urządzeń termalnych, metrologię termalną;
- optoelektronicznych systemów sterowania obiektami, w tym systemów kierowania ogniem, pokładowych systemów analizy danych, głowic śledzących, trenażerów i symulatorów laserowych;
- wykrywania, rozpoznania, identyfikacji i śledzenia celów, w tym metody i urządzenia detekcji celów;
- metrologii optoelektronicznej, w tym zabezpieczenia bazy metrologicznej dla potrzeb wojska;
- oddziaływań promieniowania laserowego z materią;
- wysokoenergetycznych oddziaływań, w szczególności oddziaływań z elementami techniki wojskowej oraz oddziaływań kinetycznych;
- techniki światłowodowej;
- technologii elementów i zespołów optoelektronicznych.
IOE WAT uczestniczy w pracach naukowo-badawczych realizowanych w ramach Strategicznego Projektu Rządowego pt.: "Rozwój Niebieskiej Optoelektroniki". Prace te dotyczą w szczególności: badań materiałów i struktur laserowych, badań detektorów i laserów UV, aplikacji diod LED i laserów UV oraz detektorów UV. Ponadto w ramach konsorcjum "Polska Optoelektronika" utworzonym przez IOE WAT wspólnie z Instytutem Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie i Instytutem Optyki Stosowanej w Warszawie opracowano wieloletni program rozwoju optoelektroniki w Polsce.
|
 | Opracowano kompleksowy fizyczno-matematyczno-numeryczny model służący do opisu dużych, dynamicznych deformacji metali, detonacji materiałów wybuchowych oraz oddziaływania produktów detonacji na ciała stałe. Model jest wykorzystywany głównie do projektowania ładunków do wybuchowego formowania pocisków (miny przeciwdenne, przeciwburtowe, atak z góry na cele pancerne) oraz przemysłowych układów kumulujących. Dla rozwiązania powyższego problemu opracowano w IOE WAT oryginalny algorytm symulacji komputerowej typu "punktów swobodnych" oraz kod komputerowy HEFP.
Pełny cykl badawczo-projektowy obejmuje: symulację zjawiska, komputerowy projekt z optymalizacją, wykonanie głowicy do wybuchowego formowania pocisków oraz analizę wyników poligonowych badań eksperymentalnych.
|
Przykład symulacji komputerowej wybuchowego formowania pocisku
|  |  | | Głowica do wybuchowego formowania pocisku
wykonana na postawie komputerowego projektu, opartego na opracowanym modelu matematyczno-fizycznym | Pancerz RHA przebity w warunkach poligonowych przez wybuchowo uformowany pocisk. |
 Symulatory typu "CZANTORIA" przeznaczone są dla potrzeb szkolenia wojsk w ramach dwustronnych terenowych ćwiczeń taktycznych. Wykonywane są w różnych wariantach, montowane zarówno na czołgach i bojowych wozach piechoty jak również na broni strzeleckiej, będącej na wyposażeniu żołnierzy Wojska Polskiego (kbk AK-47, karabin strzelca wyborowego, karabin maszynowy PKM, ręczny granatnik przeciwpancerny RPG-7, pistolet maszynowy PM-84P).
W wersji dla czołgów i bwp zawierają nadajnik laserowy montowany u nasady lufy, detektory wraz z dekoderem i układem sygnalizacji trafienia mocowane na wieży oraz programowalny monitor (manipulator) w przedziale dowódcy.
Po wykryciu celu i ocenie odległości działonowy przyciskając spust powoduje wygenerowanie serii impulsów laserowych odpowiadających rodzajowi użytej amunicji. Jeśli celowanie było prawidłowe, symulowany strzał laserowy odbierany jest przez detektor znajdujący się na atakowanym obiekcie a następnie identyfikowany w dekoderze, który ocenia czy "użyty" pocisk jest w stanie uszkodzić lub zniszczyć dany obiekt. W przypadku pozytywnym następuje sygnalizacją trafienia i ograniczenia działania lub wyeliminowanie obiektu z dalszych ćwiczeń.
Symulator uwzględnia rodzaj i ilość amunicji oraz odległość strzału. Symulatory strzelań "CZANTORIA" zostały wdrożone do produkcji w Zakładach Elektronicznych WAREL w Warszawie. | Symulator strzelań "Czantoria" zamontowanego na czołgu Trafienie może być sygnalizowane za pomocą migającego światła lub dymu Żołnierz wyposażony w symulator PLS-1 |
 | 
Akredytowane przez PCBC laboratorium do wyznaczania parametrów źródeł promieniowania koherentnego | Laboratorium pełni funkcję Środowiskowego Centrum Metrologii w zakresie optoelektroniki oraz zajmuje się opracowaniami, badaniami i aplikacjami optoelektronicznych urządzeń i systemów metrologicznych oraz diagnostycznych. Posiada Certyfikat Systemu Jakości PN-EN 45001 (Certyfikat Akredytacji Nr L 109/1/97 wydany przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji). |
 | W IOE są projektowane i badane a także budowane urządzenia pracujące w zakresie IR (pirometry, skanery) w tym urządzenia specjalne dla broni precyzyjnych. Prowadzone są również badania termograficzne, z wykorzystaniem nowoczesnych kamer pomiarowych, dla potrzeb: wojska, energetyki, budownictwa, medycyny, ochrony środowiska oraz diagnostyki technicznej różnych obiektów. | Wielowidmowy pirometr podczerwieni do zdalnego pomiaru temperatury |
| Stanowisko do wyznaczania temperaturowej i przestrzennej rozdzielczości pomiarowych oraz obserwacyjnych kamer termowizyjnych zawierające wzorcowe źródło promieniowania oraz testy paskowe. |
| Unikalny spektroradiometryczny system pomiarowy typu OL-750 umożliwia badanie źródeł i detektorów promieniowania podczerwonego, w tym testerów służących do badania czułości układów detekcyjnych rakiet. | |
 | 
Prowadzone są badania związane z wytwarzaniem impulsów promieniowania rentgenowskiego o długości fali w zakresie 0.1-10 nm poprzez naświetlanie impulsowej tarczy gazowej promieniowaniem laserowym o energii 1-10 J i czasie trwania 1 ns. Wytwarzane w ten sposób promieniowanie rentgenowskie może zostać wykorzystane w litografii rentgenowskiej. Ponadto wykonywane są prace przygotowawcze do eksperymentów dotyczących wytwarzania spójnego promieniowania rentgenowskiego. Eksperymenty takie są prowadzone przy współpracy z instytutami dysponującymi układami laserowymi o znacznie wyższej gęstości mocy. Dotyczą one w szczególności badań parametrów wydłużonej tarczy gazowej stosowanej jako ośrodek aktywny lasera rentgenowskiego. | Komora eksperymentalna do badań związanych z wytwarzaniem i wykorzystaniem impulsów miękkiego promieniowania rentgenowskiego. |
| Stanowisko do badań laserów pompowanych diodami laserowymi.  Laser Nd:YAG pompowany diodą półprzewodnikową o mocy 100 W |  Nowe generacje laserów do nadajników dalmierzy oraz wskaźników oświetlaczy celów oparte są o lasery na ciele stałym pompowane matrycami diod laserowych dużej mocy. Prowadzone badania mają na celu poprawę sprawności pobudzania takich laserów głównie poprzez kształtowanie impulsu pompującego oraz optymalizację geometrii materiału czynnego i rezonatora. Istotną rolę w tych badaniach odgrywa generacja krótkich impulsów oraz promieniowania o podwyższonym stopniu koherencji, a także analiza parametrów generowanej wiązki i ich wpływ na możliwości zastosowania w określonych urządzeniach. |
 | Lasery CO2 w połączeniu z precyzją ich sterowania umożliwiają obróbkę takich materiałów, jak metale (np. cięcie stali o grubości do 8 mm, spawanie i hartowanie), marmury (grawerowanie do głębokości 15 mm), rezystory (nacinanie warstw rezystancyjnych z dokładnością 0.01% wartości nominalnej), układy hybrydowe lutowanie precyzyjne i hermetyczne oraz nacinanie powłok), tkaniny (perforowanie oraz cięcie kształtowe wykrojów), a także wykonywanie elementów dekoracyjnych z drewna. |  |
|  | Zdalny, dynamiczny pomiar temperatury ma szczególne znaczenie w przypadku obiektów będących w ruchu. Wykorzystanie czułych i szybkich detektorów podczerwieni połączone z komputerową obróbką wyników pozwala mierzyć w czasie rzeczywistym temperaturę ze stosunkowo wysoką dokładnością i rozdzielczością przestrzenną. |
| Skaner termiczny ST-96 na stanowisku badań temperatury opon podczas ruchu pojazdu | |
|  | Energia impulsu laserowego pochłaniana w zanieczyszczonej warstwie powierzchniowej kamienia powoduje gwałtowny wzrost temperatury i wytworzenie plazmy. Prowadzi to do ablacji zanieczyszczonej warstwy (wyrwania cienkiej skorupy). Zaletą czyszczenia laserowego jest brak niszczącego wpływu na podłoże. W niektórych przypadkach jest to jedyna metoda, której zastosowanie może być bezpieczne dla zabytku. |  |
 |  Fotodynamiczna metoda terapii nowotworów (PDT) polega na selektywnym fotoutlenianiu materiału biologicznego chorych tkanek nowotworowych przy udziale barwnika - sensybilizatora i promieniowania laserowego. Barwniki (pochodne protoporfiryny - opracowane i zsyntetyzowane w Instytucie), po dożylnym wprowadzeniu do organizmu, kumulowane są selektywnie w tkankach nowotworowych. Zaabsorbowane barwniki naświetlane światłem niebieskim emitują światło czerwone (630 nm i 690 nm). Stanowi to podstawę do diagnostyki miejsca i rozległości nowotworów. Po osiągnięciu optymalnej różnicy stężeń w tkankach zdrowych i nowotworowych naświetla się je promieniowaniem laserowym o długości fali l=630 nm, które powoduje wzbudzenie barwnika. Powstający wówczas tlen singletowy i rodniki powodują wybiórcze niszczenie komórek nowotworowych. |  Badania kliniczne z wykorzystaniem zestawów laserowych opracowanych w IOE WAT |
| Laser laryngologiczny  Biosymulator laserowy z półprzewodnikowymi sondami zabiegowymi | 
Zestawy z laserem holmowym ( l=2,08 µm ) wykorzystywane są do mikrochirurgii w przednim odcinku oka, emulsyfikacji soczewek podczas operacji zaćmy, leczenia szczególnie odpornych na antybiotyki owrzodzeń gałki ocznej (LH-58) oraz leczenia schorzeń otolaryngologicznych (LH-60), podobnie zestaw laserowy LE-70 z laserem erbowym (2,94 µm). Za pomocą tego ostatniego lasera prowadzone są próby korekty krzywizny soczewki ocznej przy dużych wadach widzenia. Zestawy te służą również do badania procesów oddziaływania promieniowania podczerwonego z tkankami. Zbudowane lasery Nd:YAG wykorzystywane są do mikrochirurgii w przednim odcinku oka (LO582), poprzez-twardówkowej koagulacji siatkówki (LMOP1) oraz do mikrochirurgii otolaryngologicznej (LL-59). Dla potrzeb chirurgii zbudowano rownież laserowy skalpel (LC583) z laserem Nd:YAG cw o mocy 100W a w terapii pourazowej i uśmierzeniu bólu znalazł zastosowanie opracowany biostymulator. |
 |  Urządzenie próżniowe LEYBOLD A1100 do wykonywania cienkowarstwowych powłok interfencyjnych na elementach optycznych  Zestaw spektrofotometrów UV, VIS i IR w pracowni spektrofotometrii | Instytut Optoelektroniki dysponuje nowoczesną aparaturą kontrolno-pomiarową, urządzeniami technologicznymi oraz unikatowymi źródłami promieniowania laserowego. Aparatura ta jest niezbędna do prowadzenia prac z zakresu wytwarzania i atestowania elementów i układów optoelektronicznych dla techniki specjalnej, w tym dla termowizji.
Opracowane w Instytucie technologie, przeważnie o unikatowym w skali kraju charakterze, umożliwiają wytwarzanie dla potrzeb techniki specjalnej i gospodarki narodowej elementów i zespołów optycznych. Obejmują szeroki zestaw konstrukcji optycznych o parametrach dostosowanych do konkretnych aplikacji założonych wymagań eksploatacyjnych, np. w wyniku nałożenia na elementy optyczne cienkowarstwowych stosów interfencyjnych modyfikowane są parametry optyczne całej konstrukcji. Stosy cienkowarstwowe wykonywane są metodą próżniowego naparowania warstw materiałów dielektrycznych lub metalicznych o określonym współczynniku załamania światła i zadanej grubości dostosowanej do konkretnych wymagań. Unikatowe urządzenia pomiarowe i technologiczne, m.in. spektrofotometry, spektrofluorymetry, analizatory widma optycznego, interferometry, napylarki, umożliwiają pomiary i badania z zakresu analizy chemicznej, w tym oznaczanie śladowych ilości pierwiastków chemicznych oraz szeregu związków organicznych i nieorganicznych, badania struktury, badania z zakresu biochemii, ochrony środowiska, medycyny, inżynierii materiałowej i geologii. |
| Elementy optyczne wykonane z różnych materiałów do układów laserowych i systemów termowizyjnych |
|
Instytut Optoelektroniki 
