|
|
Methods of Preparation and Characterization of Experimental Field-Emission Cathodes
Knápek, Alexandr ; Luňáček, Jiří (oponent) ; Lazar, Josef (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
This PhD thesis describes, and covers the preparation of field-emission cathodes that represent a high-quality, inexpensive source of electrons for devices that work with a focused electron beam. In this work, an improved method of electrochemical fabrication is used for the preparation of a composite field-emission cathode. The composite structure improves current stability in comparison to tungsten-based pure field-emission cathodes. Improvements to the technology used were implemented on the basis of findings obtained using spectrum noise diagnostics, which are based on measuring and evaluating the emission current in the time and in frequency domains. Additionally, noise spectroscopy provides important information about charge transport, electron mobility, and lifespan, which is essential for future research. Results obtained using the experimental method have been further supplemented with theoretical data provided by a computer simulation in order to establish characterization procedures for improved field-emission cathodes.
|
|
|
Noise, Transport and Structural Properties of High Energy Radiation Detectors Based on CdTe
Šik, Ondřej ; Lazar, Josef (oponent) ; Navrátil, Vladislav (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Because of demands from space research, healthcare and nuclear safety industry, gamma and X-ray imaging and detection is rapidly growing topic of research. CdTe and its alloy CdZnTe are materials that are suitable to detect high energy photons in range from 10 keV to 500 keV. Their 1.46 -1.6 eV band gap gives the possibility of high resistivity (10^10-10^11 cm) crystals production that is high enough for room temperature X-ray detection and imaging. CdTe/CdZnTe detectors under various states of their defectiveness. Investigation of detector grade crystals, crystals with lower resistivity and enhanced polarization, detectors with asymmetry of electrical characteristics and thermally degenerated crystals were subject of my work in terms of analysis of their current stability, additional noise, electric field distribution and structural properties. The results of the noise analysis showed that enhanced concentration of defects resulted into change from monotonous spectrum of 1/f noise to spectrum that showed significant effects of generation-recombination mechanisms. Next important feature of deteriorated quality of investigated samples was higher increase of the noise power spectral density than 2 with increasing applied voltage. Structural and chemical analyses showed diffusion of metal material and trace elements deeper to the crystal bulk. Part of this work is also focused on surface modification by argon ion beam and its effect on chemical and morphological properties of the surface.
|
|
|
Modelování a optimalizace komplexních vláknových difrakčních struktur
Helán, Radek ; Lazar,, Josef (oponent) ; Tománek, Pavel (oponent) ; Urban, František (vedoucí práce)
Disertační práce je věnována simulacím, analýze a návrhu vláknových mřížek. V současné době existuje několik přímých metod pro simulaci spektrálních charakteristik vláknových mřížek a mřížkových polí na základě zadaných parametrů popisujících jejich rozměry a materiálové vlastnosti. Tato práce se však zabývá problémem opačným, syntézou vstupních parametrů z požadované odezvy mřížkové struktury. Hlavním cílem práce je vytvoření metody, pomocí které bude možné nalézt parametry popisující složitou mřížkovou strukturu na základě zadaného spektrálního průběhu odrazivosti. Základním požadavkem pro syntézu vstupních parametrů je dosažení hodnot reálných z hlediska následné výroby navržené struktury. Navržená metoda pro syntézu parametrů popisuje složitou vláknovou mřížkovou strukturu jako posloupnost několika homogenních mřížkových úseků zařazených do série. Určení vstupních parametrů probíhá iteračně za pomoci známých přímých metod se zavedením zpětné vazby. Stěžejní části metody zahrnují určení počátečních hodnot vstupních parametrů a následný algoritmus pro jejich optimalizaci k dosažení požadované odezvy. Počáteční hodnoty vstupních parametrů jsou vypočteny pomocí zjednodušeného modelu, vycházejícího z rovnic teorie vázaných vidů řešených pro periodickou strukturu ve válcovém vlnovodu. Následná optimalizace využívá přímých metod vrstvení dielektrika a přenosové matice. Pomocí těchto přímých metod jsou postupně počítány výstupní vlastnosti částí spektra odrazivosti mřížkové struktury. Na základě požadovaných a vypočítaných výstupních vlastností spektrální odezvy struktury jsou v iteracích postupně optimalizovány parametry vstupní. Optimalizace probíhá s přihlédnutím k technologickým možnostem pro následnou výrobu. Tímto způsobem je možné sestavit složitou vláknovou difrakční strukturu s téměř libovolným průběhem odrazivosti a vstupními parametry s reálnými hodnotami pro její výrobu. Metoda tak může být s výhodou použita k návrhu optických pásmových zádrží, horních a dolních propustí nebo filtrů se speciálními vlastnostmi.
|
|
|
Prostorové dělení optických svazků
Hampl, Martin ; Lazar, Josef (oponent) ; Vlček, Čestmír (oponent) ; Wilfert, Otakar (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá optickými bezkabelovým spoji, především se soustředí přímo na přenosový optický svazek. Je zde popsán vliv okolních podmínek jako turbulence v atmosféře, pohyb budov a vliv vibrací na optický svazek. Jako možnost omezení těchto nežádoucích vlivů je zde navrženo generování optického přenosového svazku dvoumodovým optickým vláknem. Je zde popsána možnost tvarování výsledného přenosového svazku změnou výkonového poměru mezi vedenými mody. Koherentní vlastnosti přenosového optického svazku jsou zde analyzovány vzhledem k možnosti potlačení vlivu turbulentní atmosféry na přenosový svazek. Jsou zde zavedeny kvalitativní parametry optického svazku vhodné k posouzení do jaké míry je svazek vhodný pro použití v optických bezkabelových spojích. Tyto parametry dávají do souvislosti tvar optického svazku s výkonovou bilancí a také se statistickým hodnocením optického spoje.
|
|
|
Nízkoúrovňová měření
Roubal, Zdeněk ; Lazar, Josef (oponent) ; Sládek, Petr (oponent) ; Steinbauer, Miloslav (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá metodami a metodikou nízkoúrovňových měření, které aplikuje na měření koncentrace vzdušných iontů. Postupně jsou určovány rozhodující jevy mající vliv na změřenou koncentraci vzdušných iontů a to tak, aby byly postihnuty při zhodnocení nejistoty měření. Cílem práce je metodicky popsat postup a požadavky na metrologický proces nízkoúrovňových měření s ohledem na věrohodnost procesu, tedy prvky opakovatelnosti, eliminace chyb a definování a popsatelnosti nejistot měření. Takto stanovená metodika skýtá například možnost dlouhodobého sledování koncentrace vzdušných iontů v extrémních podmínkách, jako jsou jeskyně, prostory s vysokou vlhkostí a teplotou. Při použití běžných metod určení spektra pohyblivosti vzdušných iontů se rušivě projevuje fluktuace koncentrace vzdušných iontů v čase a do procesu vstupují další rušivé vlivy. V experimentální části práce byly testovány rozdílné varianty uspořádání měřicího zařízení - sběrné elektrody a polarizačního kondenzátoru na dosažení nejvýhodnějšího rozložení elektrostatického pole v senzoru - aspiračním kondenzátoru (AK). Na metodické potlačení vlivu měření nežádoucích fluktuací koncentrace vzdušných iontů při průběhu měření saturačních charakteristik je aplikována/využita numerická metoda nejmenších čtverců jako podpůrného aparátu. Jedná se o hybridní metodu popisu a evaluace experimentálního modelu. V druhé části disertační práce je metodika nízkoúrovňových měření doplněna poznatky z odlišné části fyzikálních měření; je věnována pozornost metodice měření mrznoucího potenciálu. Oblast měření mrznoucího potenciálu jako metodu experimentálního procesu při fázových změnách vzorku se dosud aktuálně a dostatečně metrologicky nepodařilo popsat, jsou zde oblasti, které si zaslouží další vědeckou pozornost. V předložené práci se autor problematikou zabýval, metodicky řešil stav, při kterém nejsou dostupné a tedy i porovnatelné výsledky měření mrznoucího potenciálu publikovaných více autory. Navržená metodika byla použita v aplikovaném výzkumu při realizaci měřicí aparatury pro účely experimentálních měření mrznoucího potenciálu chemicky definovaných vzorků a ze získaných výsledků lze metodicky vyvodit závěry s vyhodnocením vlivů, které způsobují diference naměřených dat a lze je dále také konfrontovat s pracemi dalších vědeckých pracovišť
|
|
|
Polarization Imperfections of Light in Interferometry
Kučera, Petr ; Lazar, Josef (oponent) ; Mohr, Fridemann (oponent) ; Wilfert, Otakar (vedoucí práce)
The emphasis of the dissertation is put on the investigating of polarization imperfections of optical components which are used to control and transform polarization of light. The theoretical results of this investigation are then applied to different applications which exploit light polarization, namely to the arrangements for high-resolution measurement of vibrating targets, to interferometric measurements for the determination of stress-induced birefringence in transparent materials and to the selected topics in quantum optical communication.
|
|
|
Synchronizované zdroje časových signálů
Florián, Antonín ; Lazar,, Josef (oponent) ; Drexler, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem synchronizovaných zdrojů časových signálů. První část se věnuje teorii krystalových jednotek, krystalových oscilátorů a PLL. Druhá část se věnuje návrhu krystalového oscilátoru na frekvenci 10MHz. V oscilátoru je použit krystal řezu SC. Poslední část se zabývá synchronizací oscilátorů za pomocí PLL.
|
|
|
Lokální optické a elektrické charakteristiky optoelektronických součástek
Škarvada, Pavel ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Lazar, Josef (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Konverze solární energie a miniaturizace polovodičových součástek a s tím spojená životnost, spolehlivost a účinnost zařízení jsou základní premisy této práce. Práce je zaměřena na studium a nedestruktivní diagnostiku optoelektronických součástek, především solárních článků. Ty jsou výhodné pro studium především proto, že mají přístupný pn přechod blízko povrchu a obsahují značné množství nehomogenit. Vzhledem k rozměrům nehomogenit bylo ještě donedávna obtížné zkoumat jejich lokální fyzikální (tj. elektrické a optické) charakteristiky, které by umožnily lépe pochopit jejich chování. Vybudování vlastního měřicí pracoviště, které splňuje specifické požadavky pro oblast měření lokálního optického vyzařování a lokálně indukovaného proudu, umožnilo dosáhnout lokalizaci a detekci nehomogenit s rozlišením přibližně 100 nm. Jádrem práce je charakterizace nedokonalostí s využitím nedestruktivních technik, a to nejen z makroskopického hlediska, ale především v mikroskopickém měřítku s využitím sondové mikroskopie. Nedílnou součást práce tedy tvoří studium problematiky charakterizačních technik pro optoelektronické součástky, studium mikroskopických technik, především sondových a problematika zpracování naměřených dat. Pro účely mikroskopické charakterizace je použit mikroskop se skenující sondou v blízkém optickém poli, který kromě morfologie povrchu umožňuje zkoumat také lokální optické, optoelektrické a elektrooptické vlastnosti struktur ve vysokém prostorovém rozlišení. Z makroskopického hlediska jsou v rámci práce zkoumány vzorky s využitím techniky lokálně indukovaného proudu, voltampérových charakteristik vzorků, emise ze závěrně polarizovaných vzorků ale i jejich teplotních závislostí. Společným využitím těchto technik je možné lokalizovat defekty a nehomogenity struktury, které byly následně podrobeny kompozitní analýze a dále zobrazeny s využitím elektronové mikroskopie. Mezi konkrétní výstupy práce patří specifikace možností využití nedestruktivních charakterizačních technik pro studium optoelektronických součástek a zvláště pak pro klasifikaci jejich defektů. Dále jsou formou metodiky popsány experimentální charakterizační techniky a postupy charakterizace defektů. Klíčovým výstupem je katalog objevených typů defektů, ve kterém jsou ukázány konkrétní defekty vzorků a jejich lokální vlastnosti v mikroskopickém měřítku společně s popisem jejich vlivu na celý vzorek.
|
|
|
Degradation of GaAs Solar Cells
Papež, Nikola ; Pinčík,, Emil (oponent) ; Lazar, Josef (oponent) ; Sobola, Dinara (vedoucí práce)
Gallium arsenide based solar cells are among the most powerful types of solar cells available. Their main advantage is excellent resistance to thermal and ionising radiation, and therefore they are used primarily in demanding conditions. This dissertation describes the state of GaAs photovoltaic cells exposed to thermal stress, high cooling, gamma radiation and broad-spectrum laser irradiation. The samples were examined before, after and during these processes using several analytical and characterisation methods. The measurements were focused on the characterisation of the surface, optical and electrical properties. Limits and new behaviour of this type of photovoltaic cells have been discovered, which are also affected by thin protective and anti-reflective layers.
|
|
|
Analýza elektromagnetické vlny na rozhraní heterogenního prostředí
Kadlec, Radim ; Lazar, Josef (oponent) ; Macháč, Jan (oponent) ; Kroutilová, Eva (vedoucí práce)
Práce se zabývá analýzou řešení poměrů na rozhraní vrstev s různými elektromagnetickými vlastnostmi s využitím důsledného teoretického odvození analytických vztahů. Problém řeší i pro vícenásobná rozhraní se zahrnutím efektu šíření elektromagnetické vlny s rozdílnou okamžitou rychlostí. Práce obsahuje přehled a formulaci základních vlastností metod používaných pro analýzu šíření elektromagnetické vlny, a to zejména paprskových modelů. V průběhu řešení disertační práce byly navrženy a ověřovány algoritmy pro analýzu složek elektromagnetického pole na souboru odlišných rovinných vrstevnatých materiálů. Algoritmus byl sestaven tak, aby bylo snadné vyhodnocovat všechny složky elektromagnetického pole v závislosti na rychlosti šíření vlny v heterogenním prostředí. Navržené algoritmy jsou porovnávány pomocí odlišných numerických metod pro modelování elektromagnetických vln na rozhraní materiálu. Byly porovnány složky elektromagnetického pole ve společných bodech modelu. Ve spojení s nástroji pro analýzu odezvy materiálu na zdroj spojitého signálu představují algoritmy doplňující nástroj pro návrh vrstevnatého materiálu. Návrh vrstevnatého materiálu umožňuje realizovat například bezodrazové plochy, bezodrazový přechod mezi prostředími a filtry jak pro optické, tak pro radiové kmitočty.
|
host ::
RSS.