|
|
Návrh optoelektrického snímače biologických tkání
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Biologické tkáně jsou opticky nehomogenní a absorpční materiály. Jsou složeny z různých struktur, jako jsou buňky, buněčné organely a různé vláknové struktury. Vlivem těchto struktur dochází k různým interakcím se světlem a k jevům jako je absorpce, rozptyl nebo polarizace světla. Ke zkoumání zralosti masa se používají četné metody ultrazvukové, elektromagnetické, elektrické i optické. Svaly představují anizotropní prostředí, jehož elektrické a optické vlastnosti se mění v závislosti na směru šíření signálů. V této práci je zkoumáno porovnání elektrických impedančních měření s měřením rozptýleného polarizovaného světla. Zvolili jsme vzorky vepřového a kuřecího masa, které se vyznačují relativně homogenní strukturou. Elektrická metoda je slibná v tom, že poskytuje mnohem více informací pomocí relativně laciného a rychlého měřicího systému. Navržená optická metoda umožnuje měřit stáčení polarizační roviny s časem zrání masa v rozsahu 95°. Přes první nadějné dosažené výsledky v této diplomové práci bude třeba provést další měření, která by ukázala vztah mezi optickým rozptylem, elektrickou anizotropií a strukturálními změnami v mase při jeho stárnutí.
|
|
|
Study of Scattering and Polarization of Light in Biological Tissue
Abubaker, Hamed Mohamed ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Číp, Ondřej (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tissue optics becomes a rapidly expanding field of great interest and a precise knowledge of optical properties of biological tissues is essential for biomedical investigation and food quality control. If the sample of tissue is illuminated, the multiple scattering occurs. In the case of the postmortem tissue (meat) the cell dimensions are larger than the wavelength. Mie scattering of transmitted or reflected light arises and produces various polarization states. Polarization properties of light scattered from a scattering medium have been studied with experiments and modeling. Two modified experiments were performed: scattering of polarized light passing twice the sample (forward and backward) and only transmitted light. The measurements of scattered light display depolarization and rotation of polarized light, which depend both on orientation of the muscle fibers and ageing process of meat. Theoretical description of turbid biological tissue and computing of radiative transfer equation by modified Polarized Light Monte Carlo (PLMC) method has also been executed. It is shown that the degree of polarization is sensitive to the optical properties of the turbid medium. The results demonstrate that polarized light scattered from a scattering medium is sensitive to the state of input polarization and the optical properties and thickness of the tissue during the ageing. The correlations of polarization changes and freshness of meat, as well as dynamic behavior of the polarization in ageing meat are shown.
|
|
|
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.
|
|
|
Charakterizace autoemisních zdrojů pro elektronovou mikroskopii
Vašíček, Martin ; Tománek, Pavel (oponent) ; Grmela, Lubomír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá teoretickými základy emise elektronů do vakua, jednotlivými typy emisí se zaměřením na studenou a Schottkyho emisi a principu tunelového jevu. V další části se práce věnuje technické realizaci elektronových zdrojů s detailním prostudováním metodiky laboratorní výroby katod elektrochemickým leptáním a konstrukcí elektronových mikroskopů, využívajících autoemisních zdrojů. Součástí práce je návrh metody pro měření, zpracování a vyhodnocování elektrických charakteristik emisních zdrojů.
|
|
|
Charakterizace tenkovrstvých elektroluminiscenčních součástek
Ahmed, Mustafa M. Abdalla ; Hrabovský, Miroslav (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
The objective of this thesis is to study the optical and electrical characterization of Alternating-Current Thin-Film ElectroLuminescent (ACTFEL) devices, and specifically the aging process of phosphor materials that comprise the ACTFEL display in an effort to improve the overall performance of the primary phosphor colors in terms of brightness, efficiency and stability. Since the dominant flat-panel display technology is the LCD, an alternative flat-panel display technology must gauge itself in terms of the LCD. The advantages of ACTFEL displays in comparison with LCDs are the ability to pattern much smaller pixel, performance over a wider temperature range, full-viewing angle, and readability with much greater intensity background light. The disadvantages of ACTFEL displays against LCD ones are larger power consumption, lack of adequate chromaticity of the three primary colors, and much larger driving voltages. To achieve these objectives, the optical, electrical, and opto-electric measurements of the ACTFEL structures and ZnS:Mn phosphor hosts were carried out. Moreover, the effect of KCl co-doping on the microstructure and the electroluminescent properties (mainly brightness and luminous efficiency) of ZnS:Mn phosphors has been investigated, too. A non-common electrical characterization of ACTFEL devices has also been provided. We also calculated charged center scattering rates, and simulated the electron transport process in an ACTFEL device The study of the aging characteristics of evaporated and atomic layer epitaxy ZnS:Mn phosphors has been undertaken by monitoring the luminance-voltage (L-V) internal charge-phosphor field (Q-Fp) and capacitance-voltage (C-V) electrical characteristics at in selected time intervals during aging. Short-term and long-term ACTFEL aging studies has been provided and an attempt to visualize locally the structure of phosphor with a subwavelenght resolution using Scanning near-field optical microscope (SNOM) has also been presented. The practical case of a green Zn2GeO4:Mn (2% Mn) ACTFEL device operated at 50 Hz was studied and a luminance stability by a measurement of luminance-voltage (L-V) and luminous efficiency-voltage (eta-V) characteristics has been evaluated. A non-negligible and indiscreptible task of this thesis was also its pedagogical aspect. Therefore, the presented text can be considered as a textbook suitable for our students in Libya.
|
|
|
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.
|
|
|
Optoelektronický senzor polarizačního stavu prošlého světla
Bajgar, Aleš ; Rampl, Ivan (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Biologické tkáně mají rozměr buněk větší než je vlnová délka viditelného světla. Při průchodu světla tkání dochází k Mieovu rozptylu světla a vznikají různé polarizační stavy, které mohou mít vypovídací schopnost o stárnutí vzorků. Změny polarizačního stavu v důsledku mnohonásobného rozptylu světla na biologických buněčných tkáních umožní měřit stárnutí biologické tkáně. Prošlé polarizační světlo vykazuje mnohonásobný rozptyl na tenké vrstvě vzorku.
|
|
|
Návrh a realizace měření elektrických vlastností biologických tkání
Kocová, Lucie ; Palai-Dany, Tomáš (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na elektrické vlastnosti biologických tkání, především masa. Elektrické vlastnosti závisí na fyzikálních a chemických parametrech, které určují koncentraci a pohyblivost iontů v rámci metabolických tekutin. Z elektrického hlediska může být maso jednoduše nahrazeno polem protáhlých vodivých buněk izolovaných od sebe izolační membránou. V další části je popsán Frickeův model, který nám popisuje měření impedance tkáně při nízkých a vysokých frekvencích. Cílem práce je posoudit, jak se mění závislost impedance dielektrického vzorku na kmitočtu použitého elektrického signálu v průběhu optimálního stárnutí či zrání masa.
|
|
|
Zpracování signálů z moderních mikroskopů pro lokální charakterizaci materiálů
Kaspar, Pavel ; Sadovský, Petr (oponent) ; Tománek, Pavel (vedoucí práce)
Zpracování signálů z moderních mikroskopů pro lokální charakterizaci materiálů Pro pokrok vyhodnocování obrazů sejmutých mikroskopy je zpracování obrazů stále důležitější. Tato práce se zabývá detekcí a odstraněním artefaktů z obrazů získaných pomocí elektronové mikroskopie, přesněji pomocí elektronové mikroskopie na nízkých energiích (LEEM). Dále nabízí další postup ve zpracování takovýchto obrazů pomocí hranové detekce a její teoretické využití. Tyto postupy jsou zpracovány v programovacím jazyce MatLAB.
|
|
| |
host ::
RSS.