|
|
Salts of heteroaromatic compounds for NLO
Basová, Miriam ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Kubíček, Vojtěch (oponent)
Předkládaná bakalářská práce je zaměřena na přípravu a studium sloučenin 2,4- diamino-1,3,5-triazinu. Primárním cílem bylo připravit a charakterizovat soli nebo adukty 2,4-diamino-1,3,5-triazinu s vybranými anorganickými a organickými kyselinami, přičemž pozornost byla zaměřena zejména na jejich využití jako nových materiálů pro nelineární optiku. Připravené materiály byly charakterizovány především pomocí metod infračervené a Ramanovy spektroskopie a RTG difrakce. Pro interpretaci vibračních spekter a odhad nelineárních optických vlastností vybraných molekul byly využity kvantově-chemické výpočty. Na závěr byla u sloučenin s necentrosymetrickým uspořádáním studována účinnost generování druhé harmonické frekvence na práškových vzorcích. Klíčová slova: nelineární optika, 2,4-diamino-1,3,5-triazin, vibrační spektroskopie, strukturní analýza
|
|
|
Generace součtové frekvence v daleké UV oblasti
Martínek, Miroslav ; Kozák, Martin (vedoucí práce) ; Ondič, Lukáš (oponent)
Nelineární optika je oblastí optiky vysokých polí, ve které již nelze závislost polarizace látky na intenzitě elektrického pole optického záření považovat za lineární. To má významné důsledky pro praxi, jelikož v přiblížení nelineární optiky již neplatí princip superpozice. Je tedy možné ovlivňovat světlo, šířící se materiálem, jiným, intenzivním zářením. Nelineárně optické jevy jsou důležité zejména pro laserové technologie, protože umožňují pomocí různých interakcí generovat světlo na různých vlnových délkách. Tato bakalářská práce je zaměřena na studium generace součtové frekvence v daleké ultrafialové (UV) oblasti spektra. Jako zdroj záření byl použit femtosekundový laserový systém. Cílem práce bylo jednak teoreticky popsat generaci pomocí nelineární vlnové rovnice a spočíst závislost úhlu sfázování na generované vlnové délce. Teoretická závislost byla poté experimentálně ověřena v laboratoři. Práce se dále zabývá měřením energie generovaných pulzů a studiem účinnosti procesu generace součtové frekvence pro pulzy v spektrální oblasti 215- 250 nm. Generované pulzy budou dále sloužit k excitaci elektron-děrových párů v diamantu.
|
|
|
Studium optických nelinearit v polovodičích a polovodičových nanostrukturách
Kozák, Martin ; Trojánek, František (vedoucí práce) ; Herynková, Kateřina (oponent) ; Kužel, Petr (oponent)
Tato disertační práce se zabývá studiem nelineárně-optických jevů a ultrarychlé dynamiky excitovaných nosičů náboje v monokrystalickém diamantu, v nanokrystalech diamantu a křemíku. Hlavní část práce je věnována vytvoření uceleného pohledu na dynamiku vysokých hustot excitovaných nosičů v objemovém diamantu (přechod od excitonů a volných nosičů k elektron-děrové kapalině či plazmatu). Pomocí různých metod časově rozlišené laserové spektroskopie je zkoumána pikosekundová dynamika kondenzace elektron-děrové kapaliny v tomto materiálu a experimentálně demonstrována možnost jejího vypaření femtosekundovými pulzy. Navrhujeme zde také dvě nové optické metody pro studium doby života, difúze a rychlosti povrchové rekombinace excitonů v diamantu. Výsledky naměřené těmito metodami jsou teoreticky popsány pomocí difúzní rovnice a porovnány s měřením difrakce na přechodné mřížce. Dále se v práci zabýváme měřením dvou- a třífotonové absorpce a nelineárního indexu lomu diamantu. V nanokrystalickém diamantu je experimentálně studován a podrobně diskutován fyzikální původ generace druhé a třetí harmonické frekvence. V supermřížkách tvořených křemíkovými nanokrystaly v SiO2 jsou studovány nelineární jevy v přechodné absorpci a difúze nosičů metodou přechodné mřížky.
|
|
|
Krystalové inženýrství nových materialů pro nelineární optiku
Fridrichová, Michaela ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Černošek, Zdeněk (oponent) ; Schwendt, Peter (oponent)
Tato práce je věnována přípravě nových materiálů pro nelineární optiku (NLO), konkrétně se zabývá hledáním nových látek vykazujících generování druhé harmonické frekvence (SHG). Látky zkoumané v této práci patří do skupiny solí kationtů s delokalizovanými elektrony. Takové kationty mohou být nosiči NLO vlastností. Konkrétně se jedná o čtyři báze odvozené od guanidinu, molekuly, která je z hlediska NLO velice zajímavá. Potenciál těchto bází pro NLO byl ověřen kvantově chemickými výpočty. Celkově bylo popsáno dvacet nových struktur. U těch nových látek, jejichž struktura byla uspořádána necentrosymetricky, byla změřena účinnost generování druhé harmonické frekvence. Čtyři z těchto látek generovaly SHG s dobrou účinností, dvě z nich dokonce s účinností srovnatelnou s močovinou. Jako nejslibnější z připravených solí se ukázal hydrogenfosforitan guanylmočoviny(1+) (GUHP), jehož detailní studium vedlo k popisu mnoha zajímavých NLO vlastností. Výsledky práce jsou uvedeny i v deseti publikacích, které jsou k disertační práci připojeny jako příloha. Klíčová slova: nelineární optika, generování druhé harmonické frekvence, guanylurea, N-fenylbiguanid, N,N-dimethylbiguanid, N,N,N˝-trifenylguanidin
|
|
|
Nové molekulární materiály pro nelineární optiku - příprava a detailní charakterizace
Mathauserová, Jana ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Gyepes, Róbert (oponent)
V předkládané práci je shrnuto studium vybraných nových materiálů pro nelineární optiku jak pomocí experimentálních metod, tak s využitím výpočetní chemie. Práce je zaměřena zejména na hydrogenfosforitan aminopyrimidinia (AMPPO3), což je látka studovaná již dříve v naší skupině a vykazující výhodné vlastnosti jako snadná dostupnost, bezbarvost, dobrá rozpustnost ve vodě a ochota krystalizovat. To bylo motivací k jejímu dalšímu studiu a snaze vypěstovat velký monokrystal z nasyceného vodného roztoku udržovaného při konstantní teplotě. Studium prvních krystalů polarizačním mikroskopem odhalilo extrémní disperzi AMPPO3, další generace krystalů bude použita ke změření SHG na orientovaném krystalu. AMPPO3 byl jako typický semiorganický materiál s NLO vlastnostmi studován také teoreticky pomocí DFT implementace v paralelizovaném CP2K. Pro porovnání byly ještě studovány další látky typově podobného složení, všechny NLO aktivní: močovina, hydrogenfosforitan guanylmočoviny a 2-aminopyrimidin-boritá kyselina 3/2 kokrystal. Experimentální struktury byly zoptimalizovány tak, aby byl zachován tvar buňky, která byla pouze zrelaxována. Po vibrační analýze v rámci CP2K jsme obdrželi IR spektra výborně odpovídající experimentu, které posloužily k detailní interpretaci normálních módů. Během procesu optimalizace inputu bylo...
|
|
|
Studium nových materiálů pro generování druhé harmonické frekvence
Brajer, Martin ; Němec, Petr (vedoucí práce) ; Žídek, Karel (oponent)
V této bakalářské práci se zabýváme studiem optických vlastností materiálů cíleně připravovaných pro účinné generování druhé harmonické frekven- ce (SHG) pro použití v optoelektronice. Konkrétně jde o měření první hyperpo- larizibility. Využívat budeme nekoherentního jevu, hyper-Rayleighova rozptylu. Vzhledem k nekoherentnosti tohoto jevu je efekt velmi slabý. Je třeba použít silný zdroj světla, pulzní laser a citlivé detekční zařízení, fotonásobič. Vzorky se připravují ve spolupracujících chemických laboratořích Přírodovědecké fakul- ty Univerzity Karlovy v Praze. Dále nás bude zajímat zastoupení dvoufotonové fluorescence ve výsledné intenzitě, kvůli zaměnitelnosti s SHG.
|
|
|
Příprava a charakterizace nových molekulárních materiálů pro nelineární optiku
Mathauserová, Jana ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Nižňanský, Daniel (oponent)
Obsahem předkládané bakalářské práce je studium sloučenin biuretu a 2 aminopyrimidinu s ohledem na přípravu nových materiálů vhodných pro využití v nelineární optice. Primární snahou první části práce bylo připravit soli či adukty biuretu s anorganickými i organickými kyselinami, případně s močovinou nebo biguanidem. V druhé části práce byla pozornost věnována hledání nových solí 2 aminopyrimidinu, a také hlubší charakterizaci dříve připravených materiálů. Připravené materiály byly studovány především pomocí metod vibrační spektroskopie a RTG difrakce. V práci byly také využity kvantově-chemické výpočty pro odhad nelineárních optických vlastností vybraných molekul a také pro interpretaci vibračních spekter. U vybraných materiálů byla na závěr studována účinnost generování druhé harmonické frekvence na práškových vzorcích.
|
|
|
Studium optických vlastností organických materiálů pro nelineárně optické aplikace
Hrbková, Silvie ; Hrabal, Michal (oponent) ; Vala, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vývojem metody pro stanovování dvoufotonových absorpčních parametrů a její následnou aplikací na nových látkách. V teoretické části jsou popsány děje dvoufotonové absorpce, nejpoužívanější metody ke stanovování dvoufotonových průřezů, podpořená rešerší v oblasti dosud zkoumaných molekul. Molekuly, kterými se tato práce zabývá jsou Rhodamin B a Rhodamin 6G, které jsou použity jako standardy pro vytvoření metodiky měření a ověření vyvinuté metody. Dále jsou zkoumány čtyři deriváty Diketopyrrolopyrrolů (U24, U37, U49 a U50) v roztocích DMSO, toluenu, acetonu a~chloroformu. Pro všechny látky byly experimentálně zjištěny základní optické vlastnosti - absorpční a emisní spektra. Dvoufotonové absorpční charakteristiky se podařilo získat pomocí pikosekundového laseru a~metody měření dvoufotonově excitované fluorescence (TPEF). Srovnáním zjištěných TPA průřezů a TPA spekter Rhodaminu B a Rhodaminu 6G s publikovanými daty se podařilo ověřit vytvořenou metodiku. Dále se práce zaměřuje na absorpční a emisní solvatační děje vybraných nových Diketopyrrolopyrrolů, z kterých lze usuzovat jejich dvoufotonové vlastnosti. Nakonec jsou v práci diskutována TPA spektra těchto nových chromoforů. Výsledkem práce je vyvinutá metoda měření dvoufotonových vlastností připravená pro budoucí využití. Dosažené výsledky umožňují další rozsáhlejší zkoumání molekul za použití naměřených standardů Rhodaminu B a 6G a navázání na průzkum vlastností Diketopyrrolopyrrolů.
|
|
|
Modelling of Pulse Propagation in Nonlinear Photonic Structures
Sterkhova, Anna ; Richter, Ivan (oponent) ; Samek, Ota (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The demand for more effective data-storage and faster signal processing is growing with every day. That is why the attention of the scientists is focused on the all-optical devices, which can improve the above mentioned requirements. Microring optical resonators are among the state of art devices, that are under consideration. There is a variety of numerical techniques to simulate processes occurring while the optical signal propagates in the microring resonator structure. They differ in its calculation effectivity, used approximations and possibilities of application. The aim of this work was to develop two simple and practical numerical methods for simulation of pulse propagation in nonlinear waveguide structures. It was also demanded, that opposed to the commonly known and frequently used finite-difference time-domain (FD-TD) method, the newly developed techniques could be easily applicable for the study of nonlinear structures based on microring resonators. That is why developed methods use some approximations, namely the slowly varying envelope approximation. The methods advantage is high speed and low requirements of computational resources. Both techniques are based on observation that waveguide structures that use microring optical resonators can be considered as composed of single waveguides and waveguide couplers. The first numerical technique solves coupled partial differential equations, which describe pulse envelope propagation in the structure. This method uses the “up-wind” scheme, which is suitable for the partial differential equations that describe the wave propagation. The second developed technique is derived from the first one. The difference between methods is in the treatment of the coupling between two waveguides. If in the first method the coupling is considered as the real one, distributed on the given length, in the second method the coupling is considered to be concentrated in one point. Due to this approximation it is possible to integrate the appropriate equations and achieve significant increase of calculation speed. Quasianalytical character of the second method enables also easy identification of different types of steady-state solutions. Due to these properties the second method was used to study spontaneous generation of optical pulses in the structures, consisting of coupled ring resonators. Both methods, which were developed during this work, represent fast and physically illustrative alternatives to the FD-TD, so it can be expected that these methods can play an important role during the research of nonlinear waveguide structures.
|
|
|
Měření nelineárních optických jevů generovaných femtosekundovými laserovými pulsy. Generace superkontinua
SURYNEK, Radek
Laserový puls o vysoké světelné intenzitě působí na optické prostředí, v němž se šíří a takto {\clqq}změněné`` prostředí zpětně ovlivňuje šířící se puls. To vede ke vzniku různých jevů, jenž nazýváme nelineární optické jevy. V této práci jsem se zabýval nelineárními optickými jevy, jejichž důsledkem nastane extrémní rozšíření spektrální šířky femtosekundového pulsu. Tento jev se nazývá generace superkontinua. Přestože je tento jev používán v řadě aplikací z různých oborů jako je např. femtosekundová spektroskopie či telekomunikace, nebyl dosud plně teoreticky vysvětlen.
|
host ::
RSS.