|
|
Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)
Bouchal, Petr ; Zemánek, Pavel (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem Fresnelovy nekoherentní korelační holografie, v literatuře známé pod akronymem FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography). Princip metody umožňuje vytvoření holografického korelačního záznamu při použití kvazimonochromatického, prostorově nekoherentního osvětlení a následnou trojrozměrnou numerickou rekonstrukci zaznamenaného objektu. Systém s výhodou využívá jednoduché experimentální sestavy, vybudované na jednocestném Michelsonově interferometru. Metoda FINCH úspěšně kombinuje prvky klasické a digitální holografie a využívá pokročilých experimentálních technik, ve kterých je vznik interferujících svazků zprostředkován prostorovým modulátorem světla, dynamicky ovládaným pomocí elektrooptického jevu. Diplomová práce prezentuje nový matematický model metody FINCH umožňující intuitivní pochopení optické a digitální fáze zobrazení a popis základních zobrazovacích parametrů. Tento model je následně využit při optimalizaci systému z hlediska požadovaných nároků na obrazový výkon a při demonstraci rozlišení pod Rayleighovou difrakční mezí. V rámci teoretické a experimentální činnosti jsou detailně studovány korelační režimy záznamu a rekonstrukce objektu, objasněny projevy kvazimonochromatického světla a stanoven limit pro přípustnou koherenční délku zdroje. V experimentální části diplomové práce jsou ověřeny dosud známé konfigurace FINCH a zkoumána kvalita rekonstrukce optických testů i reálných preparátů. Významným přínosem diplomové práce je teoretický návrh a experimentální ověření zcela nového režimu zobrazení, které pracuje s vírovou impulzní odezvou a umožňuje spirální zvýraznění kontrastu hrany trojrozměrných amplitudových objektů při použití prostorově nekoherentního světla.
|
|
|
Correlation and Spiral Microscopy using a Spatial Light Modulation
Bouchal, Petr ; Čižmár,, Tomáš (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The doctoral thesis presents a review of the main research results obtained in the course of doctoral studies. In the introductory part, the motivation and technical support for the planned research are discussed in connection with research activities of the group of Experimental Biophotonics at the Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology. The scientific part of the doctoral thesis is divided into two main parts devoted to new imaging concepts and modifications of current experiments to extend their application potential. Achieved results support the research development in the areas of correlation and spiral microscopy, utilizing a spatial light modulation as a key experimental technique. Among the new imaging concepts, the correlation imaging is examined under conditions of partial spatial and temporal coherence of light. Subsequently, the principles of singular optics and nondiffracting propagation of light are advantageously implemented in correlation, holographic and optical microscopy, resulting in advanced imaging techniques and holographic reconstructions. Specifically, the vortex and nondiffracting beams and the self-imaging effects are successfully deployed using either optical or digital tools and gradually applied to 3D spiral imaging ensuring the edge contrast enhancement or axial localization of microobjects by the rotating point spread function. The results obtained by the theoretical analysis and the experimental testing of the proposed imaging modalities are also presented. In the technical part of the doctoral thesis, up-to-date imaging configurations aided by a spatial light modulator are optimized, allowing the wide-field correlation imaging and achromatic high-resolution imaging by a programmable diffractive lens. In the correlation imaging, the enhanced field of view is achieved by deploying a relay optical system in standard experiments, while achromatic correction of diffractive lenses is implemented by a specially designed refractive corrector. Using birefringence of liquid crystal molecules of light modulating devices, a new phase-shifting technique is proposed and tested in polarization adapted Mirau interferometer. Acquired experimental know-how is fully exploited in the design of multimodal microscope working with different imaging modes implemented using an add-on module connected to standard microscope.
|
|
|
Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)
Bouchal, Petr ; Slabý, Tomáš (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na teoretické a experimentální aspekty Fresnelovské nekoherentní korelační holografie, která byla navržena teprve nedávno a v odborné literatuře se objevuje pod názvem FINCH. Její hlavní přednost spočívá v možnosti realizace holografické rekonstrukce nekoherentně osvětlených 3D objektů. V metodě FINCH se záznam objektu provádí s využitím metod optické holografie a digitální difraktivní optiky. Rekonstrukce objektu se realizuje numericky pomocí principů známých z digitální holografie. V experimentech se efektivně využívají moderní optoelektronická zařízení známá jako prostorové modulátory světla. Bakalářská práce obsahuje přehled zahrnující popis základních principů metody FINCH, ale vlastní příspěvek práce spočívá v matematickém popisu metody a vytvoření numerického simulačního modelu v prostředí Matlab. Hlavním výsledkem práce je návrh a realizace experimentů umožňujících praktické ověření metody. V bakalářské práci jsou prezentovány výsledky dvou nezávislých experimentů provedených se dvěma rozdílnými typy prostorových modulátorů světla firem HOLOEYE a HAMAMATSU. Experimentální výsledky mají velmi dobrý soulad s teoretickou předpovědí. Bakalářská práce zahrnuje také krátkou diskuzi získaných výsledků, dalších možných výzkumných směrů a aplikací metody FINCH.
|
|
|
Correlation and Spiral Microscopy using a Spatial Light Modulation
Bouchal, Petr ; Čižmár,, Tomáš (oponent) ; Jákl, Petr (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The doctoral thesis presents a review of the main research results obtained in the course of doctoral studies. In the introductory part, the motivation and technical support for the planned research are discussed in connection with research activities of the group of Experimental Biophotonics at the Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology. The scientific part of the doctoral thesis is divided into two main parts devoted to new imaging concepts and modifications of current experiments to extend their application potential. Achieved results support the research development in the areas of correlation and spiral microscopy, utilizing a spatial light modulation as a key experimental technique. Among the new imaging concepts, the correlation imaging is examined under conditions of partial spatial and temporal coherence of light. Subsequently, the principles of singular optics and nondiffracting propagation of light are advantageously implemented in correlation, holographic and optical microscopy, resulting in advanced imaging techniques and holographic reconstructions. Specifically, the vortex and nondiffracting beams and the self-imaging effects are successfully deployed using either optical or digital tools and gradually applied to 3D spiral imaging ensuring the edge contrast enhancement or axial localization of microobjects by the rotating point spread function. The results obtained by the theoretical analysis and the experimental testing of the proposed imaging modalities are also presented. In the technical part of the doctoral thesis, up-to-date imaging configurations aided by a spatial light modulator are optimized, allowing the wide-field correlation imaging and achromatic high-resolution imaging by a programmable diffractive lens. In the correlation imaging, the enhanced field of view is achieved by deploying a relay optical system in standard experiments, while achromatic correction of diffractive lenses is implemented by a specially designed refractive corrector. Using birefringence of liquid crystal molecules of light modulating devices, a new phase-shifting technique is proposed and tested in polarization adapted Mirau interferometer. Acquired experimental know-how is fully exploited in the design of multimodal microscope working with different imaging modes implemented using an add-on module connected to standard microscope.
|
|
|
Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)
Bouchal, Petr ; Zemánek, Pavel (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem Fresnelovy nekoherentní korelační holografie, v literatuře známé pod akronymem FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography). Princip metody umožňuje vytvoření holografického korelačního záznamu při použití kvazimonochromatického, prostorově nekoherentního osvětlení a následnou trojrozměrnou numerickou rekonstrukci zaznamenaného objektu. Systém s výhodou využívá jednoduché experimentální sestavy, vybudované na jednocestném Michelsonově interferometru. Metoda FINCH úspěšně kombinuje prvky klasické a digitální holografie a využívá pokročilých experimentálních technik, ve kterých je vznik interferujících svazků zprostředkován prostorovým modulátorem světla, dynamicky ovládaným pomocí elektrooptického jevu. Diplomová práce prezentuje nový matematický model metody FINCH umožňující intuitivní pochopení optické a digitální fáze zobrazení a popis základních zobrazovacích parametrů. Tento model je následně využit při optimalizaci systému z hlediska požadovaných nároků na obrazový výkon a při demonstraci rozlišení pod Rayleighovou difrakční mezí. V rámci teoretické a experimentální činnosti jsou detailně studovány korelační režimy záznamu a rekonstrukce objektu, objasněny projevy kvazimonochromatického světla a stanoven limit pro přípustnou koherenční délku zdroje. V experimentální části diplomové práce jsou ověřeny dosud známé konfigurace FINCH a zkoumána kvalita rekonstrukce optických testů i reálných preparátů. Významným přínosem diplomové práce je teoretický návrh a experimentální ověření zcela nového režimu zobrazení, které pracuje s vírovou impulzní odezvou a umožňuje spirální zvýraznění kontrastu hrany trojrozměrných amplitudových objektů při použití prostorově nekoherentního světla.
|
|
|
Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)
Bouchal, Petr ; Slabý, Tomáš (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na teoretické a experimentální aspekty Fresnelovské nekoherentní korelační holografie, která byla navržena teprve nedávno a v odborné literatuře se objevuje pod názvem FINCH. Její hlavní přednost spočívá v možnosti realizace holografické rekonstrukce nekoherentně osvětlených 3D objektů. V metodě FINCH se záznam objektu provádí s využitím metod optické holografie a digitální difraktivní optiky. Rekonstrukce objektu se realizuje numericky pomocí principů známých z digitální holografie. V experimentech se efektivně využívají moderní optoelektronická zařízení známá jako prostorové modulátory světla. Bakalářská práce obsahuje přehled zahrnující popis základních principů metody FINCH, ale vlastní příspěvek práce spočívá v matematickém popisu metody a vytvoření numerického simulačního modelu v prostředí Matlab. Hlavním výsledkem práce je návrh a realizace experimentů umožňujících praktické ověření metody. V bakalářské práci jsou prezentovány výsledky dvou nezávislých experimentů provedených se dvěma rozdílnými typy prostorových modulátorů světla firem HOLOEYE a HAMAMATSU. Experimentální výsledky mají velmi dobrý soulad s teoretickou předpovědí. Bakalářská práce zahrnuje také krátkou diskuzi získaných výsledků, dalších možných výzkumných směrů a aplikací metody FINCH.
|
host ::
RSS.