Equipment

Available equipment and specialized technological lines for scientific and applied activities.

With modern laboratories, a clean room, high-sensitivity equipment, and unique technologies, the Institute drives innovation in materials science, microsystems, and cultural heritage.

Equpment name
Femtosecond laser system (oscillator and parametric amplifier)
Application

Фемтосекундната лазерна система е предназначена за високоточни експерименти в областта на нелинейна оптика, фемтосекундна спектроскопия, обработка на материали, биомедицински изследвания

Разработването на лазерни източници с продължителност на импулса от порядъка на фемтосекунди позволява по-добро наблюдение на свръхбързи процеси и динамични измервания с добра разделителна способност. Концентрирането на огромно количество енергия в изключително кратък импулс предлага нови възможности за разнообразни проучвания на неизследвани досега явления и системи. Светлинните импулси с кратката продължителност представляват необходимия инструмент за изучаване и на деликатни живи структури без те да бъдат увредени. Чрез тях могат да бъдат извършени модификации в обема и на повърхността на материали в скалата на наноразмерите с прецизен контрол на топлинните дефекти.

Фемтосекундната лазерна система Spitfire ACE се отличава с висока стабилност, енергийна ефективност и прецизност на импулсите, което я прави подходяща за научни и индустриални приложения с високи изисквания. Системата включва три основни компонента и допълнителен модул.

 

 
Parameters

Отговорник:

Доц. д-р Екатерина Йорданова

доц. д-р Георги Янков 

ИФТТ - Централна сграда, стая 26

Femtosecond laser system (oscillator and parametric amplifier)

The femtosecond laser system includes an oscillator (Mai Tai SP), a pump laser (Empower 45), and an amplifier (Spitfire ACE), providing the generation of ultrashort laser pulses with high stability and precision. The additional optical parametric amplifier (TOPAS NIRUVis) enhances the capabilities of the Spitfire ACE system by generating a broad wavelength range from 240 to 2600 nm, enabling a variety of nonlinear optical experiments.

The system's key advantages include adjustable wavelength, high peak power, and excellent pulse stability, making it suitable for applications in spectroscopy, nanophysics, materials science, and biomedical research.

Peripheral / Supporting Infrastructure

  • Dual-axis X-Y Planar Stage – Aerotech
  • Two Optical Tables – Newport 2000 Smart
  • Laser Beam Profile Analyzer – Spiricon Beam Gige (340–1100 nm)
  • Delay Generator – Stanford Instruments
  • Frequency Counter – SR620
  • Spectrometer – Ocean Insight HR-4000
  • Pyroelectric Energy Meter – Ophir (190 nm to 20 μm; 120 μJ to 10 J, 46 mm aperture)
  • Pyroelectric Energy Meter – Ophir (190 nm to 20 μm; 0.2 to 1000 μJ, 8 mm aperture)
  • Nova II Monochrome LCD Laser Power & Energy Meter
  • Compressor for Active Optical Table
  • Spectrometer – FLAME-NIR (950–1650 nm)
  • Oscilloscope – Tektronix MDO34 3-BW-500
  • Turbomolecular Pump – Edmond
  • Desiccator Cabinet
Equpment name
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) system
Application

С LIBS се провежда качествен и количествен елементен анализ на различни видове материали. С наличната в Института система за LIBS се изследват предимно археологически артефакти и предмети от културно-историческото наследство поради микродеструктивния характер на метода.

Основните компоненти на системата са: наносекунден Nd:YAG лазер (Quanta-Ray GCR-3) работещ в режим на Q-модулация; система за регистрация и анализ на спектрите състояща се от спектрометър тип Echelle (Mechelle 5000, Andor) и ICCD камера (iStar, Andor); дигитален генератор на импулси (AC-DDG-4, AtomTrace); оптическа система за насочване на лазерния лъч и контрол на енергията.

 
Parameters

Отговорник:

Доц. д-р Влаентин Иванов Михайлов

ИФТТ - Централна сграда, стая 24

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) system

1. Laser system: Quanta-Ray GCR (Spectra-Physics)

Type: nanosecond Nd:YAG laser operating in Q-switched mode

Application: In LIBS analyses, the laser is used to ablate the material and generate plasma, which carries analytical information about the elemental composition of the investigated material.

Main parameters:

• Wavelengths: 1064 nm (fundamental); 532 nm (second harmonic); 355 nm (third harmonic)

• Pulse duration: 8–12 ns

• Repetition rate: 10 Hz

• Pulse energy (1064 nm): up to 850 mJ (depending on the model)

• Beam mode: TEM00

• Cooling: Water-cooled

• Stability: <3% RMS

• Enclosed beam path and gold-coated mirrors for optimal longevity

2. Detection system: ICCD camera (DH734-18F-03, iStar, Andor) and Echelle spectrometer (Mechelle 5000, Andor)

Application: Spectrum acquisition and analysis, time-resolved laser-induced breakdown spectroscopy, fluorescence measurements of various substances, and studies of plasma processes.

Main parameters of the ICCD camera:

• Spectral range: 120–1100 nm (depending on photocathode: S20, S25, SolarBlind, etc.)

• Gate width: down to <2 ns

• Resolution: 1024 x 1024 pixels

• Pixel size: 13–26 µm

• Interfaces: USB 2.0 / CameraLink

• Software support: Andor Solis, LabVIEW, MATLAB, Python, etc.

• Timing accuracy: up to 10 ps via DDG™ (Digital Delay Generator)

Main parameters of the spectrometer:

• Spectral range: 200 nm – 975 nm

• Diffraction grating: 52 grooves/mm

• Reciprocal linear dispersion: 1 – 4 nm/mm

3. Digital delay generator (AC-DDG-4, AtomTrace)

Application: Synchronization of the laser and detection system, and setting delay and acquisition times for spectra.

Main parameters:

• Pulse duration: from 100 ns to 1000 s

• Delay time: from 0 to 1000 s

• Resolution: 10 ns

• Operating temperature range: 5 – 35 °C

Application: LIBS. The system is used to perform analyses of various types of materials. The technology enables contactless and rapid determination of the elemental composition of investigated objects.

Research has been conducted on:

• Identification of metal alloys in archaeological artifacts

• Analysis of pigments in decorated ceramic artifacts and tomb plasters

• Determination of the chemical composition of soils and minerals

• Calibration studies and creation of spectral databases.

Equpment name
Magneto-Optical Trap (MOT)
Application

Експериментална система за охлаждане и улавяне на неутрални рубидиеви атоми чрез комбинация от лазерно излъчване и магнитно поле.

Използва се в областта на атомната физика, квантовата оптика и прецизната спектроскопия.

 
Parameters

Отговорник:

Доц. д-р Влаентин Михайлов

ИФТТ - Централна сграда, стая 20

Magneto-Optical Trap (MOT)

Main Components

  • Rubidium Atom Source

Glass vapor cell (ALVATEC), providing a stable atomic flux.

  • Vacuum System

A combination of ion, turbomolecular, and rotary pumps ensures ultra-high vacuum conditions within the experimental chamber.

  • Diode Laser (TOPTICA)

Provides resonant cooling light for efficient atom trapping.

  • Repump Diode Laser (Moglabs EID-003)

Used to prepare the atoms in the appropriate internal state for trapping.

  • Magnetic Field Coils

5 coils in total – 3 Helmholtz coils for generating a homogeneous magnetic field and 2 anti-Helmholtz coils for creating a magnetic field gradient in the trap region.

Equpment name
Sub-picosecond laser system
Application

Лабораторията е оборудвана с най-съвременна пикосекундна лазерна система, която чрез газово влакно компресира импулсите до фемтосекундни. Системата намира приложение в различни научни и приложни области.

Към основния лазерен източник са добавени разнообразни допълнителни компоненти. Използва се за изследване на нелинейните оптични характеристики на широкозонни полупроводници, с приложения в оптоелектрониката.

Допълнителни области на приложение включват медицината и денталната медицина, с фокус върху разработване на технологии, подобряващи качеството на живот.

 
Parameters

Отговорник:

Доц. д-р Тодор  Петров

Доц. д-р Любомир Стойчев 

ИФТТ - Централна сграда, стая 22

Sub-picosecond laser system

Peripheral / Supporting Infrastructure

  • Scanner with F-Theta lens for laser beam control – Scanlab
  • Autofocus and laser beam positioning system based on a laser rangefinder – µ-sigma
  • Dual-axis X-Y optical stage – Aerotech
  • Single-axis Z optical stage – Aerotech
  • Basler MOST camera for monitoring the processing
  • Optical table with compressor to maintain an anti-vibration system
  • Computer control
  • Spectrometer – 200–1100 nm
  • Autocorrelator for measuring laser pulse duration (5 fs – 15 ps)
  • Camera for laser beam profile monitoring
  • High-speed spindle – Aerotech
  • Pulse compression system – from 170 fs to 25 fs
  • Vacuum pump
  • Sensors for power and energy measurement
  • 5 GHz oscilloscope with the required probes
  • Pulse timing control generator
Equpment name
Confocal Scanning Optical Microscope Zeiss LSM900
Application

Микроскоп с висока разделителна способност за триизмерно изображение и детайлен анализ на повърхности и структури в микро- и наноразмерен мащаб. Позволява прецизно оптично секциониране, флуоресцентно изображение и характеризиране на материали в биологията, науката за материалите и нанотехнологиите.

 
Parameters

Отговорник:

Доц. д-р Тодор  Петров

Доц. д-р Любомир Стойчев 

ИФТТ - Централна сграда, стая 18

Confocal Scanning Optical Microscope Zeiss LSM900

High-resolution microscope for 3D imaging and detailed analysis of surfaces and structures at the micro- and nanoscale. Enables precise optical sectioning, fluorescence imaging, and material characterization in biology, materials science, and nanotechnology.

  • Computer control
Equpment name
Laser systems with metal vapor and metal halide vapors, generating in the visible and ultraviolet spectral ranges
Application

Системата е предназначена за генериране, измерване и анализ на лазерни импулси във видимата и ултравиолетовата спектрални области, чрез използване на лазери с пари на метали и метални халогениди. Оборудването позволява прецизни изследвания на изходните характеристики на лазерните източници, включително енергия, мощност и спектрален диапазон, с приложения в спектроскопията, фотониката и разработката на нови лазерни технологии.

 
Parameters

Отговорник:

Проф. д-р Красимир Темелков

Сграда ИФТТ - 2, 228

Laser systems with metal vapor and metal halide vapors, generating in the visible and ultraviolet spectral ranges

Laser systems with metal vapors and metal halides, generating in the visible and ultraviolet spectral ranges

  • High-voltage power supply unit with 4 kW capacity for pulsed gas-discharge lasers – Pulslight Ltd.
  • Calorimetric power meter – Scientech Inc. Vector S310 (from 200 nm to 10 μm)
  • Dual-axis X-Y optical stage – Aerotech
  • Fast laser pulse sensor (from 320 nm to 1050 nm)
  • High-voltage probe – Tektronix P6015 HV
  • Current probe (Rogowski coil)
  • Analog oscilloscope – Tektronix 2455 A (250 MHz)
  • IR PEM detector – VIGO System (from 2 μm to 11 μm)
Equpment name
Portable LIBS System – LIBSCAN 25+
Application

LIBSCAN 25+ е портативна, високоефективна лазерна система за провеждане на лазерно-индуцирана плазмена спектроскопия (LIBS). Благодарение на компактната и здрава конструкция, системата е напълно преносима и се използва от нашия екип директно на терен – при посещения на археологически обекти и разкопки, както и при анализ на материали в различна научна и приложна среда.

LIBSCAN 25+ е неразделна част от нашето мобилно оборудване за иновативни анализи на културно-историческото наследство и материали в реална среда.

 
Parameters

Отговорник:

Лаборатория "Атомна спектроскопия"

Доц. д-р Влаентин Михайлов

ИФТТ - Централна сграда, стая 24

Portable LIBS System – LIBSCAN 25+

Advantages

  • Full mobility and independence from a laboratory environment
  • High pulse energy for reliable plasma generation
  • Precise control of the time window for spectral analysis
  • Compatible with portable spectrometers and analytical software

Technical Specifications

  • Laser type: Nd:YAG (pulsed)
  • Operating wavelength: 1064 nm
  • Repetition rate: 2 Hz
  • Pulse duration: 3 – 10 ns
  • Maximum pulse energy: 150 mJ
  • Peak power: 50 MW
  • Average power: 0.3 W

Applications

  • Elemental analysis of archaeological artifacts, ceramics, glass, metals and metal alloys, rock and soil samples, and more.
  • Research in real environments — field missions, excavations, and inter-institutional projects.
  • Suitable for scientific and applied research of various materials, including in the fields of cultural heritage, geology, environmental studies, and many others.
Equpment name
Optical Microscope Carl Zeiss NU-2
Application
 
Parameters

Отговорник:

Лаборатория "Оптика и спектроскопия"

Доц. д-р Тихомир Тенев

ИФТТ- БАН, Централна сграда, стая 323

Optical Microscope Carl Zeiss NU-2

 

 

Equpment name
Vacuum Technology System "V-55"
Application
 
Parameters

Лаборатория "Оптика и спектроскопия"

Доц. д-р Тихомир Тенев

ИФТТ-БАН, Централна сграда, стая 328

Vacuum Technology System

Vacuum Technology System “V-55”

Equpment name
V-VIS-NIR Spectrophotometer Lambda 1050 (PerkinElmer)
Application

Спектрофотометърът Lambda1050 (Perkin Elmer) обхваща ултравиолетовата (UV), видимата (VIS) и близката инфрачервена (NIR) спектрални области. Предназначен е за прецизни измервания на оптичните характеристики на течности, светоделители, високоотразяващи, антиотразяващи, селективноотразяващи и други тънкослойни покрития върху различни видове подложки. Стандартната оптика за трансмисионни спектри включва деполяризация на нежелани поляризационни ефекти в лъчите на двата канала. Налични са и лесно сменяеми приставки за регистрация на спектри на огледално отражение (URA), а също и на разсеяно излъчване (интегрална сфера). Има възможност за поляризационни измервания.

 
Parameters

Отговорник:

Лаборатория "Оптика и спектроскопия"

Доц. д-р Тихомир Тенев

V-VIS-NIR Spectrophotometer Lambda 1050 (PerkinElmer)

Spectral Characteristics

  • Spectral Range: 175 – 3300 nm
  • UV/Vis Resolution: ≤ 0.05 nm
  • NIR Resolution: ≤ 0.20 nm
  • Photometric Range: 6-8 A

Additional Modules:

  • URA – Mirror reflection at angles 8° - 65°
  • 150mm Integrating InGaAs Sphere
  • Polarizer
CONTACT US

72 Tsarigradsko shose blvd.
1784 Sofia, Bulgaria

 

(+359 2) 979 5758

(+359 2) 979 5792

 

FOLLOW US
   

 

About us
About The Institute
Mission and Vision
History
Partnerships

Structure
Scientific units
Management
Scientific Council
General Assembly of Scientists
Administration
Museum

Scientific activity
Projects
Publications
Equipment
Patents
Services

Careers
Doctoral programs (ONS Doctor)
Academic Positions
Academic Degrees

Documents
Annual Report

News and events
News
Events
The media about us

Contact us

BG · EN