W dniach 20 – 23 stycznia bieżącego roku w Instytucie Geofizyki FUW miała miejsce wizyta prof. Alpera Kiraza z Koç University w Istanbule, eksperta w dziedzinie optyki oraz inżynierii elektrycznej i elektronicznej, zaproszonego przez prof. Ryszarda Buczyńkskiego w ramach Programu "Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza" działanie I.1.1/IV.1.1 „Program Mentor”. W ramach wizyty prof. Kiraz wystąpił na seminarium Zakładu Fotoniki IGF FUW, dzieląc się wiedzą i doświadczeniem z zakresu zastosowań optofluidyki i głębokiego uczenia w obrazowaniu biologicznym, czujnikach biologiczno-chemicznych i fotonice energetycznej.

Zainteresowania badawcze i aktualne projekty prof. Kiraza obejmują optofluidykę, spektroskopię/mikroskopię pojedynczych cząsteczek, manipulację optyczną i oprzyrządowanie biomedyczne. Prace jego zespołu z Koç University Optofluidics and Nano-Optics Research Laboratory, ukierunkowane są na rozwój nowatorskich urządzeń mikrooptycznych, optofluidycznych, czujników molekularnych i gazowych, optofluidycznych rozwiązań w zakresie energii odnawialnej oraz koncepcji urządzeń mikroskopu konfokalnego.

W laboratorium prof. Kiraza wykorzystuje się następujące techniki: spektroskopię laserową, manipulację optyczną, optykę światłowodową, naukę o laserach, mikroskopię/spektroskopię pojedynczych cząsteczek, miękką litografię oraz mikrofabrykację. Ponadto wykorzystywane są różne narzędzia do projektowania elementów elektrycznych, optycznych i mechanicznych oraz techniki akwizycji danych. Dzięki ścisłej współpracy z Koç University School of Medicine, zespół prof. Kiraza ma również dostęp do różnych technik syntezy materiałów (np. przygotowanie aerożelu przy użyciu ekstrakcji nadkrytycznym CO2), biologii molekularnej (np. synteza białek fluorescencyjnych) i ablacji laserowej. Obecne projekty badawcze realizowane w laboratorium koncentrują się na trzech głównych obszarach: biofotonice, fotonice energetycznej i oprzyrządowaniu biomedycznym.

Zbieżności zainteresowań oraz kierunków rozwoju badań sprawiła, że prof. Alper Kiraz i prof. Ryszard Buczyńki nawiązali znajomość i współpracę 10 lat temu, podczas spotkania organizowanego przez GEBZE Institute of Technology and Bahcesehir University w Istanbule w grudniu 2014 roku, w ramach realizacji projektu COST Action TD1105 - European Network on New Sensing Technologies for Air-Pollution Control and Environmental Sustainability – EuNetAir. Akcja COST poświęcona była opracowywaniu innowacyjnych technologii czujnikowych na potrzeby kontroli jakości powietrza w Europie, w oparciu o innowacyjne podejście w zakresie nanomateriałów czujnikowych, czujników i urządzeń gazowych, bezprzewodowych systemów czujnikowych oraz obliczeń rozproszonych.

W ciągu ostatniej dekady, współpraca naukowa prof. Kiraza i prof. Buczyńskiego koncentrowała się na mikroskopii fluorescencyjnej, w szczególności na właściwościach obrazowania fluorescencji oraz mikroskopii z oświetleniem strukturalnym (structured illumination microscopy – SIM), przy wykorzystaniu obrazowodów (imaging bundles) wytworzonych w Zespole prof. Buczyńskiego. Charakteryzują się one dużą aperturą numeryczną i wysoką rozdzielczością a oparte są na parach miękkich szkieł o wysokim kontraście współczynnika załamania. Wynikiem prac nad obrazowaniem fluorescencyjnym były wspólne publikacje naukowe.

Aktualnie profesorowie Kiraz i Buczyński współpracują nad koncepcją laserów gazowych CO2 w oparciu o włókna światłowodowe puste w środku (hollow core fibers) oraz nad wykorzystaniem, opracowanych przez prof. Buczyńskiego, włókien nanostrukturalnych jako włókien wzmacniających w laserach światłowodowych. Rozważana jest również realizacja wspólnych projektów w zakresie rozwoju tzw. laserów światłowodowych dużej mocy (high-power fiber laser), jak również rozwoju pomiarów endoskopowych w celu monitorowania ruchu rzęsek. Złożony został również manuskrypt wspólnego artykułu, poświęconego zwiększeniu rozdzielczości i kontrastu w mikroskopii fluorescencyjnej opartej na obrazowodach przy użyciu generatywnych sieci współzawodniczących (generative adversarial network – GAN).

Konsultacja naukowa: 
dr hab. Rafał Kasztelanic, prof. ucz.

Publikacje naukowe:

Morova B., Bavili N., Yaman O., Yigit B., Zeybel M., Aydın M., Dogan B., Kasztelanic R., Pysz D., Buczynski R. and Kiraz A., 2019, Fabrication and characterization of large numerical aperture, high-resolution optical fiber bundles based on high-contrast pairs of soft glasses for fluorescence imaging, Optics Express, vol. 27(7), 9502-9515, 10.1364/OE.27.009502

Rashid Z., Jonáš A., Buczyński R., Kiraz A., 2018, Optofluidic Dye Lasers Based on Holey Fibers: Modeling and Performance Analysis, Journal of Lightwave Technology, vol. 36(18), 4114-4122, 10.1109/JLT.2018.2860684

Buczyński R., Kiraz A., 2023, Enhancing Resolution and Contrast in Fiber Bundle-Based Fluorescence Microscopy Using Generative Adversarial Network – manuscript submitted

Linki:

https://medicine.ku.edu.tr/en/  
https://kirazlab.ku.edu.tr/  
https://mysite.ku.edu.tr/akiraz/  
https://www.cost.eu/actions/TD1105/  
http://www.eunetair.it/cost/documents/meetings.php?where=Istanbul