|
|
Aplikace metapovrchů pro strukturální zbarvení
Červinka, Ondřej ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Barevné filtry umožňují fotosenzorům získat informace o spektrálním složení dopadajícího záření, ať už za účelem napodobení lidského zraku nebo separace analytického signálu. Snaha o zvýšení rozlišení senzorů vede k snižování velikosti jednotlivých obrazových elementů – pixelů, což klade stále vyšší požadavky na technologii barevných filtrů. Konvenční barevné filtry založené na principu absorpce záření v organických barvivech jsou velice rozšířené, ale již přestávají vyhovovat rostoucím nárokům na rozlišení senzorů. Na pomoc přichází pole metapovrchů, které pomocí svých elementů – nanostruktur – umožňují separovat barvy a vytvářet tak strukturální zbarvení. Existuje již mnoho přístupů, jak pomocí metapovrchů barvy separovat, avšak každý kromě svých výhod s sebou nese i jisté nevýhody. V této práci představujeme nový přístup k separaci barev s vysokou účinností využívající manipulace s polarizací záření. Barevný filtr je nejdříve modelován a optimalizován prostřednictvím numerických simulací a poté je v čistých prostorách vyroben pomocí nanofabrikačních metod. Na závěr jsou vlastnosti barevného filtru ověřeny vybranými optickými spektroskopickými metodami.
|
|
|
Plasmonic Antennas
Kvapil, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Novák, Stanislav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with plasmonic antennas. The resonant properties of plasmonic antennas have been studied both theoretically and experimentally. Theoretical calculations have been made using the finite-difference time-domain numerical method in Lumerical FDTD Solutions software. For the experiments, antennas were fabricated by electron beam lithography. Resonant properties of the fabricated antennas have been studied by Fourier transform infrared spectroscopy. The thesis is aimed at the investigation of the resonant properties of plasmonic antennas, when situated on a film of nanocrystalline diamond. Also, the application of antennas as a plasmon-based sensor functionalized to streptavidin sensing has been investigated. Finally, an antenna with the shape of the letter V has been introduced. Due to the reduced symmetry of the V-antenna, the incident light of wavelength close to an antenna quadrupole mode is unidirectionally scattered.
|
|
|
Silná vazba v plazmonických strukturách
Gryga, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce ze zabývá numerickými simulacemi optické odezvy infračervených plazmonických antén na křemíkovém substrátu s tenkou vrstvou oxidu křemičitého a následným prokládáním rozptylových spekter modelem vázaných oscilátorů. V rámci práce je zkoumán vliv délky zlaté antény a tloušťky oxidu křemičitého na sílu vazby mezi plazmony vybuzenými v anténě a fonony v oxidu křemičitém.
|
|
|
Měření extinkčních spekter opticky zachycených plazmonických nanočástic
Flajšmanová, Jana ; Jonáš,, Alexander (oponent) ; Brzobohatý, Oto (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá zobrazováním v temném poli a optickou spektroskopií opticky zachycených plazmonických nanočástic. Optické chytání a charakterizace jednotlivých částic nebo jejich určitého množství jsou názorně vysvětleny. Počet opticky chycených částic může být odhadnut z intenzity rozptylu objektu v temném poli. Experimenty prokazují u chycených kovových nanočástic jejich vzájemnou interakci, na rozdíl od částic dielektrických. Rozptylová spektra plazmonických nanočástic jsou srovnána s teoretickými modely založenými na Mieho teorii a Diskrétní dipólové aproximaci.
|
|
|
Měření rezonančních vlastností plazmonických nanostruktur v transmisním a reflexním režimu spektroskopie dalekých polí
Klement, Robert ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Optická spektroskopie v dalekém poli umožňuje měření lokalizovaných plazmonických rezonancí na kovových nanostrukturách různých tvarů a velikostí při jejich osvětlení spojitým světlem. Při použití mikroskopie v temném poli je možné naměřit rozptyl na lokalizovaném plazmonu excitovaném na jediné izolované nanostruktuře. Za účelem těchto měření byla sestavena aparatura založená na komerčním systému duálního mikroskopu Nanonics. Experimenty provedené v rámci této práce ukazují vysokou citlivost aparatury v jejím současném stavu, umožňující naměření plazmonické rezonance jediné nanočástice. Navržená vylepšení aparatury by měla v blízké budoucnosti vést ještě k větší citlivosti a přesnosti měření.
|
|
|
Dynamics of Microparticles Optically Trapped in Vacuum
Svak, Vojtěch ; Čižmár, Tomáš (oponent) ; Marago, Onofrio (oponent) ; Brzobohatý, Oto (vedoucí práce)
A microparticle levitating in vacuum only by optical forces constitutes a mechanical system which is extremely well isolated from its environment, including its sources of noise. This unique feature provides the system with outstanding sensitivity on any change of surrounding conditions. We introduce a unique experimental set-up for trapping in vacuum which we built the Institute of scientific instruments of CAS in Brno. Subsequently we provide an experimental study of mechanical effect of circularly polarized light which, contrary to linearly polarized light, generates non-conservative contribution to the optical force field. We follow by presenting observation of optical binding of two particles in free space in vacuum which has never been realised before and show how the inter-particle interaction can be tuned and characterized. In the end we introduce a promissing method for optical force field estimation based on particles stochastic trajectory analysis.
|
|
|
Aplikace metapovrchů pro strukturální zbarvení
Červinka, Ondřej ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Barevné filtry umožňují fotosenzorům získat informace o spektrálním složení dopadajícího záření, ať už za účelem napodobení lidského zraku nebo separace analytického signálu. Snaha o zvýšení rozlišení senzorů vede k snižování velikosti jednotlivých obrazových elementů – pixelů, což klade stále vyšší požadavky na technologii barevných filtrů. Konvenční barevné filtry založené na principu absorpce záření v organických barvivech jsou velice rozšířené, ale již přestávají vyhovovat rostoucím nárokům na rozlišení senzorů. Na pomoc přichází pole metapovrchů, které pomocí svých elementů – nanostruktur – umožňují separovat barvy a vytvářet tak strukturální zbarvení. Existuje již mnoho přístupů, jak pomocí metapovrchů barvy separovat, avšak každý kromě svých výhod s sebou nese i jisté nevýhody. V této práci představujeme nový přístup k separaci barev s vysokou účinností využívající manipulace s polarizací záření. Barevný filtr je nejdříve modelován a optimalizován prostřednictvím numerických simulací a poté je v čistých prostorách vyroben pomocí nanofabrikačních metod. Na závěr jsou vlastnosti barevného filtru ověřeny vybranými optickými spektroskopickými metodami.
|
|
|
Orbital motion from optical spin: the extraordinary momentum of circularly polarized light beams
Svak, Vojtěch ; Brzobohatý, Oto ; Šiler, Martin ; Jákl, Petr ; Zemánek, Pavel ; Simpson, Stephen Hugh
We provide a vivid demonstration of the mechanical effect of transverse spin momentum in an\noptical beam in free space. This component of the Poynting momentum was previously thought\nto be virtual, and unmeasurable. Here, its effect is revealed in the inertial motion of a probe\nparticle in a circularly polarized Gaussian trap, in vacuum. Transverse spin forces combine with\nthermal fluctuations to induce a striking range of non-equilibrium phenomena. With increasing\nbeam power we observe (i) growing departures from energy equipartition, (ii) the formation of\ncoherent, thermally excited orbits and, ultimately, (iii) the ejection of the particle from the trap.\nOur results complement and corroborate recent measurements of spin momentum in evanescent\nwaves, and extend them to a new geometry, in free space. In doing so, we exhibit fundamental,\ngeneric features of the mechanical interaction of circularly polarized light with matter. The work\nalso shows how observations of the under-damped motion of probe particles can provide detailed\ninformation about the nature and morphology of momentum flows in arbitrarily structured light\nfields as well as providing a test bed for elementary non-equilibrium statistical mechanics.
|
|
|
Optical binding of polystyrene particles in tractor beam
Damková, Jana ; Chvátal, Lukáš ; Oulehla, Jindřich ; Ježek, Jan ; Brzobohatý, Oto ; Zemánek, Pavel
The motion of a particle illuminated by a laser beam is usually driven by the photon flow due\nto the radiation pressure and therefore for particle trapping, one has to employ gradient forces. But in a tractor beam, objects are illuminated by the uniform light intensity and even so they can be pulled against the beam propagation. There have been developed several techniques how to create such a tractor beam. In our case, the tractor beam is created by two identical Gaussian beams that interfere under the defined angle. It creates the\nstanding wave, where in the transversal plane the particle is trapped by means of the gradient\nforce, but in the total beam propagation direction, the particle manipulation is driven by the non-conservative force. It is remarkable that this force can for the specific combinations of\nparameters pull the micro-particle against the beam propagation. This kind of behavior is\nbecause of the particle scattering where the majority of the incident photons is scattered in the forward direction and, based on the principle of action and reaction, the transfer of\nmomentum leads to a backward movement of the object. The pushing and pulling force is\nsensitive to the polarization of the laser beam, its incident angle and the particle size so this\ntechnique can be used for example for sorting of objects of different sizes.
|
|
|
Silná vazba v plazmonických strukturách
Gryga, Michal ; Brzobohatý, Oto (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce ze zabývá numerickými simulacemi optické odezvy infračervených plazmonických antén na křemíkovém substrátu s tenkou vrstvou oxidu křemičitého a následným prokládáním rozptylových spekter modelem vázaných oscilátorů. V rámci práce je zkoumán vliv délky zlaté antény a tloušťky oxidu křemičitého na sílu vazby mezi plazmony vybuzenými v anténě a fonony v oxidu křemičitém.
|
host ::
RSS.