|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Počítačem generované hologramy
Tvarog, Drahoslav ; Jákl, Petr (oponent) ; Kotačka, Libor (vedoucí práce)
Práce se pojednává o problematice počítačem generovaných difrakčních struktur, resp. počítačem generovaných hologramů. Vycházíme ze základních principů klasické holografie a v jejich kontextu definujeme syntetickou holografii. Probíráme různé druhy počítačem generovaných hologramů i otázku jejich kvalitativního hodnocení. V úvodu se věnujeme Fourierově transformaci a jejímu významu pro teorii difrakce a syntetické holografii. Dále se zabýváme některými iteračními algoritmy pro výpočet Fourierovy transformace a metodami kvantizace hodnot fáze. V druhé části práce stručně popisujeme program IFTAmaster vyvořený pro iterační výpočet Fourierovy transformace vhodný pro konstrukci syntetických hologramů a okračujeme vlastním využitím programu k návrhu počítačem generovaných hologramů v reflexním režimu. Po úvodu do elektronové litografie a jejím využití pro tvorbu počítačem generovaných hologramů ukážeme několik praktických realizací. V závěru se věnujeme rekonstrukci vyrobených počítačem generovaných hologramů a vyhodnocení jejich vlastností.
|
|
|
Řízení a vyhodnocení laserových mikromanipulačních experimentů
Kaňka, Jan ; Jákl, Petr (oponent) ; Provazník, Ivo (vedoucí práce)
Tato práce je zamerena na vytvorení uživatelsky prívetivého softwarového rozhraní v programovém prostredí LabViewTM, které zjednoduší realizaci nejruznejších experimentu využívajících laserových mikromanipulací a laserové spetroskopie živých organismu. Obe tyto rychle se rozvíjející techniky umožnují bezkontaktní a nedestruktivní manipulaci a diagnostiku jednotlivých jednobunecných organizmu, bakterií ci viru. V rámci této práce jsme vytvorili komunikacní protokoly k rízení rozlicných periferií, kalibraci snímané vizuální scény, zpracování obrazu v reálném case, automatickou detekci bunek (mikroobjektu) ve snímané scéne, snímání a zpracování Ramanovského spektra z živých organismu. Cílem našeho snažení je plne automatický laserový systém, který trídí živé bunky na základe jejich chemického složení. Tato práce byla vypracována v Ústavu prístrojové techniky AV CR, v.v.i., pod vedením prof. RNDr. Pavla Zemánka, Ph.D.
|
|
|
SMV-2015-36: „Light Sheet“ mikroskop kombinující tři vlnové délky
Ježek, Jan ; Kaňka, Jan ; Jákl, Petr ; Šerý, Mojmír
Zařízení slouží pro 3D snímání fluorescenčních biologických vzorků. Pro excitaci fluorescenčních barviv jsou použity 3 lasery o vlnových délkách vhodných pro biologické vzorky. Obraz je snímán vysoce citlivou CCD kamerou. Přepínání mezi jednotlivými budícími lasery je řízenopočítačem. Pozorovaný vzorek je uchycen v držáku umístěném na čtyř-osovém stolku (3 osy pro pohyb vzorku, 1 osa rotace kolem osy vzorku). Zařízení slouží ke snímání obrazů vzorku v jednotlivých polohách daných polohou stolku.
|
|
|
Silové účinky laserových svazků na nesférické částice
Zemánek, Pavel ; Brzobohatý, Oto ; Arzola, A. V. ; Šiler, Martin ; Simpson, Stephen Hugh ; Chvátal, Lukáš ; Jákl, Petr
Silové účinky světla na částici jsou založeny na výměně hybnosti mezi fotony a částicí, která vede k tzv. optické síle působící na částici. V případě nesférických částic je tato interakce obohacena i o výměnu momentu hybnosti mezi světlem a částicí. Vzniká tak moment síly, který působí na nesférickou částici a natáčí ji v laserovém svazku. Orientace částice však zpětně silně ovlivňuje optické síly, které na částici působí, a následně případnou rovnovážnou polohu částice ve svazku. Chování nesférické částice je tak mnohem komplexnější, než v případě kulových částic a vede k velmi zajímavých efektům. Dosažené výsledky naznačují, že použití nesférických částic při jejich samouspořádávání světlem do opticky vázaných mikrostruktur, rozšiřují možnosti této metody, protože kromě statické mikrostruktury lze dosáhnout i struktur, které celé rotují nebo alespoň obsahují rotující komponenty.
|
|
|
Přechod šum - signál: zisk energie ze šumu studovaný pomocí optické pinzety
Šiler, Martin ; Filip, R. ; Jákl, Petr ; Brzobohatý, Oto ; Zemánek, Pavel
Nelineární jevy ve fyzikálních systémech, ve kterých dominuje šum, se vyskytují v mnoha různých oblastech a představují velice zajímavé téma. Jedná se například o chování qubitů v kvantových počítačích, průchod elektronu Josephsonovým přechodem v supravodivých systémech nebo (okrajově) chování finančních trhů. Tyto oblasti mají společné, že jsou popsány pomocí stochastických diferenciálních rovnic. Existující přístup k tomuto tématu se zabýval především určováním průměru, odchylek a dalších statistických parametrů. Nedávný rozvoj optické kontroly mechanických systémů otevřel nové možnosti studia mechanických efektů v termodynamice a statistické fyzice, stochastických systémech a kvantové mechanice. Unikátní je možnost sledovat chovaní jedné částice, několika částic až po komplexní mnohačásticové systémy. Můžeme očekávat, že se v blízké budoucnosti objeví nelineární stochastické efekty, které transformují šum v užitečné mechanické efekty. V tomto příspěvku se zabýváme chováním mikroskopické částice, která se pohybuje náhodným Brownovým pohybem, v kubickém potenciálu. Ten přestavuje nejjednodušší systém, ve kterém můžeme pozorovat výše zmíněné nelineární jevy. Zabýváme se především přechodem signál-šum. Tedy tím, jak se vyvíjí poloha částic v závislosti na jejich počátečním rozložení a na síle kubického potenciálu. Ukážeme, že v krátkém časovém úsek může dojít ke kompresi původního náhodného rozdělení částic a k rychlému posunu částic daným směrem.
|
|
|
SMV-2014-09: Řešení nanolitografického systému založeného na dvoufotonové fotopolymerizaci
Jákl, Petr
Smluvní výzkum se zabývá experimentální realizací systému pro dynamické tvarování laserových svazků pomocí počítačem generovaných holografických fázových masek, fokusaci nezávisle polohovatelných ohnisek laserového svazku v prostoru vzorku a modifikaci prostorového rozložení optické intenzity svazku. Prostřednictvím synchronizovaného rychlého spínání laserového svazku a pohybu vzorku trojosým stolkem je dosaženo fázových změn ve fotopolymerové matrici v přesně definovaných mikroobjemech, tzv. voxelech, čímž je vytvořena povrchová struktura či mikroskopický objekt s detaily v řádu stovek nanometrů.
|
|
| |
host ::
RSS.