Institute of Scientific Instruments

Latest additions:
2026-03-29
00:02
Hybridní metody svařování a navařování vyvíjené na ÚPT
Šebestová, Hana ; Mrňa, Libor
Laserové svařování využívá koncentrovaný zdroj energie umožňující tvorbu hlubokých a úzkých svarů s minimální tepelně ovlivněnou oblastí. Proces je však citlivý na přesnost ustavení dílů, je provázen velmi rychlým ochlazováním a často dochází k nedostatečnému vyplnění svaru. Kombinací laseru s elektrickým obloukem lze tyto nevýhody překonat. Na ÚPT AV ČR byla vyvinuta hybridní metoda WoGaWe, která spojuje oscilující laserový svazek s obloukovým svařováním a umožňuje vytvářet kvalitní svary bez nutnosti přípravy úkosů. Hybridní přístup lze využít i při navařování, kde vhodné umístění laserového svazku umožňuje řídit rychlost ochlazování i geometrii návaru. Kombinace oscilujícího laseru a oblouku zlepšuje kvalitu svarů a rozšiřuje možnosti uplatnění hybridních procesů.

Detailed record
2026-03-29
00:02
Jednotka pro řízení koherentních laserových systémů
Zobač, Jindřich ; Čížek, Martin ; Hrabina, Jan
Práce se zabývá elektronickou digitální jednotkou pro přenos ultrapřesných optických zdrojů frekvence po optických trasách, softwarem pro její obsluhu a konfiguraci a příklady jejího možného praktického využití.

Detailed record
2026-03-29
00:02
Měření spektrálního rozlišení gama a neutronového záření s využitím optických vláken
Zbožínek, Tadeáš ; Jelínek, Michal ; Mikel, Břetislav
Gama spektrometrie umožňuje detailní charakterizaci radioaktivního prostředí, přičemž v kombinaci s měřením neutronového záření poskytuje komplexní informace o jeho složení a intenzitě. Vzhledem k náchylnosti elektroniky na tyto typy záření je její citlivá část distančně chráněna pomocí optického vlákna přiloženého ke scintilátoru, který se chová jako senzor pro zachycení ionizujícího záření. Vytvořený optický most mezi elektronikou a krystalem přináší nechtěné důsledky, které se projevují snížením čitelnosti signálu a tím omezují přesnost spektrálního vyhodnocení. K řešení problematiky byly použity dva přístupy: přizpůsobení scintilačního krystalu optickému vláknu a v druhé části přizpůsobení optické cesty většímu krystalu. Spektrální měření bylo provedeno na etalonu 137Cs a porovnání schopnosti rozlišení neutronů na reaktoru VR-1 v Praze. Obě metody se projevily jako funkční a dále otevírají možnosti přizpůsobení detektoru podle potřeb konkrétní aplikace.

Detailed record
2026-03-29
00:02
Large timing infrastructure with sub ns precision in Czech Republic, with integration of vibrationsensing
Vojtěch, J. ; Novák, T. ; Andriantsarazo, E. ; Smotlacha, V. ; Šíma, J. ; Havliš, O. ; Špaček, M. ; Šlapák, M. ; Horváth, T. ; Vohnout, R. ; Altmannová, L. ; Velc, R. ; Pospíšil, P. ; Kundrát, J. ; Čížek, Martin ; Hrabina, Jan ; Číp, Ondřej ; Roztočil, J.
The distribution of ultra‑precise time and phase‑coherent optical frequency over dedicated fibers or “dark” channels in Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) networks underpins cutting‑edge scientific research, geophysical monitoring, and emerging industrial services. By employing actively‑stabilized, phase‑coherent transfer links we achieve sub‑nanosecond timing jitter and fractional‑frequency instabilities below 10⁻¹⁸ over several hundred kilometres, while preserving the integrity of co‑existing data traffic. In this work we demonstrate that a shared dark spectrum within existing DWDM infrastructure can simultaneously support high‑precision time‑frequency dissemination and distributed vibration sensing. The same spectral allocation is used for real‑time detection of environmental \nperturbations such as seismic events and structural vibrations, leveraging phase‑sensitive OTDR and polarization‑based sensing techniques.

Detailed record
2026-03-29
00:02
Modifikace obloukového návaru laserovým svazkem
Šebestová, Hana ; Novotný, Jan ; Štěpán, Jan ; Gross, Jan ; Mrňa, Libor
Obloukové navařování kombinované s působením laserového svazku představuje perspektivní přístup ke zlepšení kvality a řízení rychlosti ochlazování navařených vrstev. Implementace laserového svazku vedla ke snížení rychlosti ochlazování přibližně na polovinu oproti konvenčnímu MIG procesu, což se projevilo vyšším podílem zpevňujícího eutektika v kobaltové matrici. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při nejmenším testovaném odstupu svazku za elektrodou, kdy oba zdroje tepla působily v jedné tavné lázni. Při větších odstupech může docházet k opětovnému ohřevu a tavení již ztuhlého návaru, což zvyšuje riziko tvorby trhlin. Proces vyžaduje pečlivou optimalizaci pro dosažení požadovaných vlastností návaru bez snížení jeho strukturní integrity.

Detailed record
2026-03-22
00:01
Přenosy optických frekvencí optickými vlákny s dutým jádrem
Pravdová, Lenka ; Hrabina, Jan ; Čížek, Martin ; Jelínek, Michal ; Číp, Ondřej ; Jasim, Ali ; Podrazký, Ondřej
Šíření fázově koherentních signálů optickými vláknovými spoji je typicky ovlivněno indukovaným fázovým šumem. To je způsobeno Dopplerovým jevem a změnami délky vláken v důsledku rušivých vlivů prostředí (změny teploty, mechanické vibrace atd.). V případě optických vláknových spojů se k potlačení těchto nežádoucích zkreslení signálu obvykle používají kompenzační metody založené na vláknových interferometrech a vhodných akčních prvcích (akusticko-optický modulátor v režimu frekvenčního posuvu, mechanický aktuátor měnící délku vlákna). V případě vláknových spojení na krátké vzdálenosti (jednotky metrů), jako jsou propojení mezi sousedními laboratořemi nebo vlákna mezi dvěma různými optickými stoly ve stejné místnosti, jsou tyto tradiční metody příliš sofistikované a složité. V této práci popisujeme přenos stabilní optické frekvence pomocí optického vlákna s dutým jádrem. Zaměřili jsme se především na citlivost spoje na indukovaný fázový šum a jeho srovnání s přenosem pomocí standardního optického vlákna s pevným jádrem.

Detailed record
2026-03-22
00:01
Obrábění křemenného skla DUV ultrarychlým laserem
Novotný, Jan ; Mrňa, Libor
Křemenné sklo je materiál s uplatněním v celé řadě aplikací, mimo jiné i v (mikro) optice a mikrofluidice. Jednou z možností pro zvýšení detailnosti a přesnosti laserového obrábění je použití kratších vlnových délek, které umožňuje zmenšení ohniska a obvykle také zvyšují absorpci v materiálu. Tato práce studovala vliv procesních parametrů na kvalitu obrobeného povrchu a také na rychlost úběru materiálu DUV ultrarychlým laserem (257 nm, ~1 ps). Dosažena byla drsnost až Sa ≈ 200 nm a úběr materiálu 0,048 mm³∙min-1. Popsány byly i parametry vedoucí k degradaci povrchu. Pomocí zjištěných parametrů byl vytvořen demonstrátor mikro fluidického čipu potvrzující možnost uplatnění procesu pro výrobu vysoce detailních dílů.

Detailed record
2026-03-22
00:01
Problematika laserového ohřevu svarové hrany při technologii WoGaWe
Mrňa, Libor ; Šebestová, Hana ; Novotný, Jan
Stávající hybridní technologie využívá pro tupé spoje faktu, že laser dokáže vytvořit štíhlý a hluboký závar, kdežto oblouková technologie MIG dodá do svarové lázně dostatek materiálu pro získání potřebného převýšení svaru. V technologii WoGaWe se využívá oscilujícího laserového svazku (wobble), pro předehřev bočních hran materiálu tvořících mezeru. Tento článek popsuje fyzikální aspekty tohoto ohřevu a diskutuje vliv těchto aspektů na výsledné teplotní pole pomocí matematické simulace. Dále jsou uvedeny příklady svarů.

Detailed record
2026-03-22
00:01
Koexistence paketového přenosu a systému pro stabilizaci optické vláknové linky
Barcík, P. ; Čížek, Martin ; Kubíček, M. ; Pospíšil, M. ; Kolka, Z. ; Biolková, V.
Systém je určen pro současný stabilizovaný přenos optické frekvence a přesných radiových, resp. časových signálů (typicky 10 MHz a 1 pps) pomocí jediné optické nosné vlny. Kombinuje standardní techniku potlačení Dopplerova posuvu optické vlny vznikajícího na vláknových trasách s přenosem radiových signálů na pomocných nosných kmitočtech. Jednotka typu SDR (Software-Defined Radio) provádí číslicové zpracování a syntézu všech signálů. Tento článek popisuje ověření koexistence smyčky pro stabilizaci zpoždění s paketovým přenosem na pomocných nosných vlnách realizovaný na optické lince mezi UPT a FEKT VUT.

Detailed record
2026-03-22
00:01
2D mapování ionizujícího záření pomocí maticového scintilačního detektoru
Jelínek, Michal ; Hynšt, Josef ; Zbožínek, Tadeáš ; Mikel, Břetislav
Příspěvek popisuje vývoj a ověření maticového scintilačního detektoru pro 2D mapování ionizujícího záření, navrženého pro prostředí se silným elektromagnetickým rušením. Detektor využívá lineární matici 1x16 senzorů s krystaly LYSO(Ce) a optickými vlákny, jejichž signály jsou sekvenčně snímány pomocí optomechanického multiplexeru a jediného fotonásobiče. Zobrazovací schopnosti byly úspěšně demonstrovány rekonstrukcí 2D profilu kolimovaného svazku záření ze zdroje ⁶⁰Co. Výsledky potvrzují, že navržený systém představuje robustní a flexibilní řešení pro profilometrii svazků a 2D dozimetrii.

Detailed record