|
|
Senzor vlnoplochy
Škaroupka, David ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Při průchodu světla optickou soustavou může v důsledku vad materiálů nebo optických aberací docházet k deformaci vlnoplochy světla. Deformace potom vede k nepřesnému zobrazování a případné deformaci obrazu. Tato diplomová práce se zabývá metodami snímání vlnoplochy, které jsou důležité pro určení nežádoucích chyb optických elementů ~a specifikaci jejich vlastností. Předmětem této diplomové práce je návrh a sestavení metody snímání světelné vlnoplochy po průchodu optickým aparátem za použití digitálního mikrozrcátkového zařízení. Práce pojednává o vlnových aberacích a geometrických vadách optických soustav. Rovněž jsou zde popsány druhy komerčních výrobků určené ke snímání vlnoplochy.
|
|
|
Automatizované procedury pro Koherencí řízený holografický mikroskop
Dostál, Zbyněk ; Štarha, Pavel (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Koherencí řízený holografický mikroskop (CCHM) a Fluorescenční holografický mikroskop (FHM) byly vyvinuty zejména pro kvantitativní fázové zobrazování a měření dynamiky živých buněk, které obvykle bývá předmětem digitální holografické mikroskopie (DHM). CCHM a FHM v režimu nízké koherence rozšiřují možnosti digitální holografické mikroskopie pro studium živých buněk. Nicméně, výhoda plynoucí z využití nízké koherence je doprovázena zvýšenou citlivostí systému na přesnou justáž. Z tohoto důvodu je zavedení automatické justáže systému nevyhnutelné. V disertační práci je odvozena teorie řízení, je navržen a experimentálně ověřen automatizovaný systém justáže pro oba mikroskopy. Bylo zjištěno, že holografický signál je významnou veličinou pro provádění justážních postupů. Na tomto základě byly odvozeny původní procedury nastavení, které obsahují procesy pro počáteční a pokročilou justáž, jakož i pro dlouhodobé udržení mikroskopu v naladěném stavu. Automatizované procesy byly v obou mikroskopech implementovány pomocí původní sady robotických mechanismů. Všechny v práci popsané postupy byly experimentálně ověřeny na mikroskopech v laboratoři experimentální biofotoniky. Pro FHM byl navíc vyvinut ovládací software, který obsahuje potřebné automatizované procedury.
|
|
|
Mikroskop pro vzájemné sesazování optických vláken
Hekrlová, Kateřina ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Rozebíratelné spojení optických vláken využívá různé typy konektorů, které zajišťují správnou polohu spojovaných vláken vůči sobě. Pokud jsou však optická vlákna sesazována ve volném prostoru, je nutný pohled ze dvou na sebe kolmých směrů, aby došlo k maximální přesnosti sesazení. Metoda přímého pozorování optických vláken tuto možnost poskytuje, avšak je nutné použít dvě zobrazovací soustavy. Tento problém řeší speciální mikroskop konstruovaný v rámci této práce, který pomocí pohybu objektivu a naklopeného zrcátka dokáže zobrazit návaznost spojovaných optických vláken ze dvou na sebe kolmých směrů. V rámci návrhu tohoto mikroskopu byla vytvořena optická simulace zobrazení spojovaných vláken. Na jejím základě byl mikroskop zkonstruován, najustován a otestován s různými optickými vlákny.
|
|
|
Optická pinzeta pro koherencí řízený holografický mikroskop
Straka, Branislav ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
V diplomovej práci bol popísaný a vysvetlený princíp fungovania koherenciou riadeného holografického mikroskopu druhej generácie (CCHM2) skonštruovaného na VUT v Brne. Taktiež bol uvedený teoretický popis fungovania optickej pasce spolu s výpočtom síl v nej pôsobiacich, spôsoby merania tuhosti optickej pasce a princíp vytvorenia časovo zdielaných optických pascí. Bola navrhnutá optická pinzeta tvoriaca samostatný modul pripojiteľný k CCHM2. Bola vytvorená simulácia a optimalizácia parametrov optického systému, mechanický návrh, výrobná dokumentácia, justážny postup a prúdový zdroj na napájanie laserovej diódy umožňujúci kontrolovanie výstupného výkonu, ktorý je možné ovládať, rovnako ako uhol natočenia GO, riadiacou kartou pripojenou k PC. Navrhnutá a vyrobená optická pinzeta bola otestovaná v spojení s CCHM2.
|
|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop nové generace
Slabý, Tomáš ; Novák,, Jiří (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá návrhem nové generace koherencí řízeného holografického mikroskopu (CCHM). Mikroskop je založen na mimoosovém holografickém uspořádání využívajícím difrakční mřížku a umožňuje použití časově i prostorově nekoherentního osvětlení. V teoretické části je navrženo nové optické uspořádání a odvozeny podmínky pro jednotlivé parametry mikroskopu a jeho komponent. Také je studován vliv různých zdrojů šumu na citlivost detekce fáze. V další části je popsán návrh laboratorní sestavy mikroskopu a navržen automatizovatelný seřizovací postup. Poslední část práce se zabývá experimentálním ověřením nejdůležitějších optických parametrů laboratorní sestavy mikroskopu. Oproti předchozí generaci CCHM nový návrh využívá objektivy korigované na nekonečnou tubusovou délku a běžné mikroskopové kondenzory, umožňuje zvětšení prostoru pro pozorované vzorky, odstraňuje omezení spektrální propustnosti a značně zjednodušuje seřizovací postup až na automatizovatelnou úroveň.
|
|
|
Možnosti trojrozměrného zobrazování v transmisním holografickém mikroskopu
Sládková, Lucia ; Jákl, Petr (oponent) ; Kolman, Pavel (vedoucí práce)
Digitálna holografická mikroskopia (DHM) je neinvazívna metóda vhodná pre získavanie obrazu i u vzoriek s nízkym konstrastom. V súčasnej dobe konštrukcia DHM umožňuje vzorku osvetliť plošným zdrojom svetla, halogénovou lampou. Plošný zdroj sa zobrazuje do prednej ohniskovej roviny kondenzora tak, aby bolo dosiahnuté Köhlerovo osvetlenie vzorky. Každému bodu zdroja odpovedá v predmetovom priestore objektívu rovinná vlna osvetľujúca celé zorné pole, avšak z iného smeru. Poloha bodu plošného zdroja určuje smer osvetlenia. Mikroskop umožňuje teda rekonštruovať nielen intenzitu, ale i fázu predmetovej vlny. Novo navrhnutá a skonštruovaná výmenná dierková clona pri rotácii okolo optickej osi upravuje plošné osvetlenie. Clona je umiestnená excentricky vzhľadom k optickej osi mikroskopu. Dopad zväzku svetla na vzorku je pod definovaným uhlom. Po rekonštrukcii snímok fázy z jednotlivých uhlov osvetlenia by malo byť možné získať trojdimenzionálnu štruktúru vzorky.
|
|
|
3D tisk optomechanických zařízení
Šremrová, Vendula ; Dostál, Zbyněk (oponent) ; Jákl, Petr (vedoucí práce)
Optomechanické komponenty jsou široce využívány v mnoha optických experimentech. Tato diplomová práce se zabývá návrhem a výrobou optomechanických komponentů pomocí 3D tisku, které budou levnější alternativou komerčních zařízení. Kromě 3D tištěných dílů je pro sestavení funkčních zařízení využit minimální počet dalších součástek. Pomocí jednoduchých experimentálních sestav jsou vyrobené komponenty hodnoceny a porovnány s komerčně dostupnými. Výsledky naznačují, že tato zařízení lze využít v aplikacích, kde není vyžadována vysoká přesnost. Druhá část je věnována návrhu a výrobě polarimetru jako komplexního mechanismu kombinujícího elektrické a mechanické součástky s díly vytištěnými na 3D tiskárně. Slouží k měření některých vlastností polarizovaného světla.
|
|
|
Příprava a analýza vláknových sond pro holografický mikroendoskop
Černá, Eliška ; Průša, Stanislav (oponent) ; Jákl, Petr (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá přípravou a analýzou vláknových sond pro holografický mikroendoskop. Vlákna jsou specificky broušena a pomocí depozice tenkých vrstev je na ně nanášena odrazná vrstva hliníku nebo stříbra. Vlastnosti těchto nanesených vrstev jsou dále zkoumány a vyhodnocovány pomocí AFM, profilometru a měřící aparatury pro zhodnocení odrazivosti. Z naměřených dat je vytvořen protokol, který popisuje výrobu vláknových sond s optimálními parametry pro holografickou mikroendoskopii. Takto vytvořené vláknové sondy by mohly mít přínos v diagnostice neurodegenerativních onemocnění jako je Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba.
|
|
|
Endoskopie s multimódovým optickým vláknem
Jákl, Petr ; Tučková, Tereza ; Pikálek, Tomáš ; Stibůrek, Miroslav ; Ondráčková, Petra ; Cifuentes, Angel S. ; Šiler, Martin ; Uhlířová, Hana ; Traegaardh, Johanna ; Čižmár, Tomáš
Optická mikroskopie je technikou pro zkoumání mikrosvěta pomocí světelných vln rozptýlených na částicích v prostoru vzorku. V oblasti lékařství, mikrobiologie a neurologie je jejím hlavním nedostatkem malá penetrační hloubka, kdy je velmi obtížné zobrazit struktury zanořené více než přibližně 1 mm do tkáně. Tradiční endoskopy s čočkou či tyčinkou s gradientním profilem indexu lomu (GRIN lens) zasáhnou tkáň v oblasti o průměru jednotek milimetrů, což je problematické u studia nervových tkání in vivo. Alternativou je využít k přenosu obrazu multimódových optických vláken (MMF), jejichž průměr je v nízkých stovkách mikrometrů. Tento přístup ovšem vyžaduje pokročilé tvarování vlnoplochy světla.
|
|
|
Mikroskopové sestavy z 3D tisku
Žáková, Veronika ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Modulární stavebnicové systémy mikroskopů umožňují zájemcům o mikroskopii praktické seznámení se stavbou světelného mikroskopu. Z tohoto důvodu by bylo vhodné laboratoře Ústavu fyzikálního inženýrství na VUT v Brně takovou stavebnicí vybavit. Za tímto účelem se lze inspirovat open source projektem openUC2, který nabízí optické stavebnice vyráběné kombinací 3D tisku a komerčně dostupných optických komponent. Cílem mé práce je využít volně přístupné databáze dílů a doplnit ji o vlastní návrhy, které by umožnily stavbu specializovaných polarizačních a fluorescenčních mikroskopů. V první části práce jsou představeny metody světelné mikroskopie a vybavení, které je nezbytně nutné pro jejich správnou funkci. Dále jsou shrnuty metody 3D tisku, které jsou využitelné při výrobě navržených dílů. V konstrukční části práce je nad rámec projektu openUC2 představen návrh a konstrukce Köhlerova osvětlovače a motorizovaného posuvu vzorku a objektivu, které jsou sestavené z běžně dostupných součástí. Na základě stavebnice UC2 s mými konstrukčními celky byl navržen transmisní mikroskop, reflexní polarizační mikroskop a light sheet mikroskop. Prvé dva z nich byly realizovány a spolu s jejich řídicím softwarem otestovány.
|
host ::
RSS.