|
|
Délková charakterizace piezoelektrického měniče pomocí femtosekundového laseru se synchronizací modů
Pravdová, Lenka ; Lešundák, Adam ; Šmíd, Radek ; Číp, Ondřej
Moderní laserové interferometry s vysokým rozlišením jsou považovány za velmi přesné senzory pro měření délky. Jako základní jednotku délky využívají vlnovou délku použitého laserového svazku. Současný pokrok v oblasti optických frekvenčních standardů délky je orientován na femtosekundové lasery se synchronizací modů, které jsou stabilizovány technikou optického frekvenčního hřebene Takový laser vytváří svazek, který je tvořen souborem koherentních frekvenčních složek v určitém intervalu vlnových délek a nazývá se bílé kontinuum. Hodnota opakovacího kmitočtu pulsů, generovaných tímto laserem, určuje frekvenční vzdálenosti koherentních složek ve výsledném spektru vln. Pokud zajistíme přesnou kontrolu opakovacího kmitočtu tohoto pulsního laseru pomocí např. atomových hodin, optická frekvence jednotlivých vln v bílém kontinuu bude velmi stabilní.Hřebenové spektrum pulsního laseru je velmi vhodné pro metrologii délky v mnoha směrech. Může být použito např. jako nástroj pro generaci přesné vzdálenosti dvou bodů v prostoru a současně může sloužit i pro metodu měření vzdálenosti, a to s přesností atomových hodin, které slouží pro synchronizaci opakovací frekvence pulsního laseru. Pro účely využití bílého kontinua pro měření délek je však nezbytné zkombinovat pulsní laser s externím pasivním optickým rezonátorem.
|
|
|
Frekvenční stabilizace laserové diody pracující na 633 nm pro metrologii délek
Pham, Minh Tuan ; Hucl, Václav ; Čížek, Martin ; Mikel, Břetislav ; Hrabina, Jan ; Řeřucha, Šimon ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Polovodičové lasery jsou v dnešní době velmi pohodlné a vhodné pro řadu aplikací v oblasti lidské činnosti. Především je to díky jejich malé velikosti, nízkým nákladům a vysokou energetickou účinností. Tato práce se zabývá četností stabilizace DBR diodového laseru, který pracuje na vlnové délce 633 nm a měření jeho vlastností hluku. K tomuto účelu jsme vybrali DBR diodu EYP-DBR-0633 od Eagleyard fotoniky. Tyto konkrétní laserové diody v teplotním rozmezí od 6 stupňů Celsia do 24 stupňů Celsia mají rozsah ladění 0,86 nm, což odpovídá změně 650 GHz v optickém frekvenční oblasti.
|
|
|
Measurement of real-time gigacycle fatigue through real-time interferometry
Lazar, Josef ; Holá, Miroslava ; Hrabina, Jan ; Číp, Ondřej
We present an interferometric method for measurement of strain induced deformation of metal samples in experiments inducing high-cycle fatigue. The motivation is to get real-time information about the deformation of a metal sample under test, its elongation imposed by fast vibrating actuator. Fatigue of materials is a process of degradation of a material due to repeated application of forces which includes nucleation and propagation of cracks and leads to the failure of the component. It may appear in all parts of machines or structures which rotate, vibrate, are repeatedly loaded, are subjected to temperature gradients etc., so statistically, fatigue is implied in about 80% of all industrial failures.
|
|
|
Digitální syntezátor pro kompenzaci Dopplerova jevu na optických trasách
Hucl, Václav ; Čížek, Martin ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Číp, Ondřej
Distribuce vysoce stabilních optických frekvencí po optovláknových trasách velice často naráží na problém, že stabilita optické frekvence laseru na vzdáleném konci trasy je degradována působením vnějších vlivů na vlákno. není-li totiž vlákno vlivem změn teploty svoji délku, či je vystaveno vibracím, dochází k uplatnění Dopplerova jevu. V našem příspěvku popisujeme variantu elektronického zapojení, kde je detekce fáze signálu z fotodetektoru prováděna analogově, PID regulace je prováděna digitálním signálovým procesorem (DSP) a VCO je nahrazen obvodem přímé digitální syntézy signálu (DDS) řízeným přes rychlé sériové komunikační rozhraní z DSP.
|
|
|
Optické diagnostické metody v energetice
Hrabina, Jan
Práce se zabývá možnostmi bezkontaktní diagnostiky spalovacího procesu v uhelných elektrárnách na bázi metod laserové spektroskopie, jejíž výsledky následně mohou sloužit k optimalizaci tohoto spalování. Tím lze dosáhnout jak množství vypouštěných škodlivin, tak zvýšení účinnosti spalování a redukci výrobních nákladů za elektřinu.
|
|
|
Souřadnicový interferometrický systém pro odměřování polohy vzorku elektronového litografu
Holá, Miroslava ; Lazar, Josef ; Čížek, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Číp, Ondřej
Tento projekt se nazývá „Platforma pokročilých mikroskopických a spektroskopických technik pro nano a mikrotechnologie“. Řešitelem tohoto projektu je Vysoké učení technické v Brně/Fakulta strojního inženýrství a spoluřešitelé jsou ON Semiconductor Czech republic, s.r.o., Optaglio s.r.o., Tescan Brno, s.r.o. a Ústav přístrojové techniky AVČR, v.v.i.. V rámci tohoto projektu pracujeme na návrhu interferometrického odměřovacího systému, laserového zdroje a detekční techniky pro souřadnicové odměřování stolu elektronového litografu.
|
|
|
Distribuce přesné optické frekvence a času po fotonických sítích v České Republice
Číp, Ondřej ; Čížek, Martin ; Pravdová, Lenka ; Hucl, Václav ; Řeřucha, Šimon ; Hrabina, Jan ; Lešundák, Adam ; Mikel, Břetislav ; Lazar, Josef ; Vojtěch, J. ; Smotlacha, V.
Realizace jednotky času 1 sekunda i jednotky délky 1 metr je v současnosti založena na vysoce stabilních oscilátorech, pracujících buď v radiofrekvenční oblasti (řádově MHz až GHz) nebo v oblasti optických kmitočtů (stovky THz). Společným znakem těchto zdrojů je jejich mimořádná relativní stabilita generované frekvence.U stabilních zdrojů frekvence probíhá ověření jejich vysoké stability vzájemným porovnáním generovaných signálů pomocí celé řady technik, kdy nejběžnější jsou záznějová a fázová měření. V případě zdrojů s nižší stabilitou probíhá měření na tzv. metrologickém porovnávání v některé ze specializovaných laboratoří. Tehdy je vzdálenost mezi porovnávanými systémy maximálně jen několik metrů a problematika přenosu signálů mezi testovanými zdroji se neřeší, neboť má při těchto dispozičních délkách zanedbatelný vliv. Zcela jiná situace je u optických hodin, které lze pro jejich komplikovanost převážet jen omezeně. Z těchto důvodů již několik let probíhá intenzivní výzkum v oblasti přenosu stabilních frekvencí pomocí optických vláken. Fotonický přenos dovoluje přenést zároveň nosnou optickou frekvenci, která je v současnosti generována právě pomocí super koherentních laserů. Další výhodou je skutečnost, že díky rozvoji komunikačních technologií pro Internet jsou nyní dobře propojena velká města i metropolitní sítě optickými vlákny, na kterých se provozuje tzv. hustý multiplex optických frekvencí (DWDM) umožňující přenášet paralelně mnoho optických signálů přes jednou vlákno v jeden okamžik.
|
|
|
Laserové standardy pro interferometrii a přenos přesných frekvencí
Hrabina, Jan
Reference optických kmitočtů – absorpční kyvety – představují unikátní nástroj k frekvenční stabilizaci laserů. V kombinaci s vhodně zvolenými detekčními metodami dovolují dosažení ultimátních vlastností laserových systémů a proto jsou pomocí laserové spektroskopie ve vybraných plynech definovány a realizovány laserové normály délky pracující na řadě vybraných optických kmitočtech. Při použití takto stabilizovaného laseru pro přesné měření vzdáleností (laserová interferometrie) je tak zaručena přímá metrologická návaznost měření na základní normál. S výrobou absorpčních kyvet má ÚPT AV ČR bohaté zkušenosti. Díky mnohaletému vývoji technologie přípravy a plnění superčistých absorpčních plynů patří toto pracoviště na první místo ve světové špičce tohoto oboru. Kyvety plněné nejrůznějšími absorpčními médii (I2, Cs, Rb, 13C2H2, vzácné prvky a další) dodáváme do metrologických institucí po celém světě.
|
|
|
Studium chování proudění vzduchu přes délkový šum při interferometrickém měření
Holá, Miroslava
Měřit s nanometrovou přesností je v posledních deseti letech klíčová výzva, které se objevila v oblasti metrologie délky. Mezinárodní projekt s názvem „NANOTRACE“, který sdružuju renomované laboratoře EU, se snažil prolomit limity rozlišení v laserové interferometrii. Metody, které byly zkoumané, prokázaly, že lze dosáhnout významného zlepšení v rozlišení laserové interferometrie. Navrhované nanometrologické systémy si kladou za cíl zvýšit rozlišení a najít cesty, jak potlačit zdroje nejistot v měření a to do subnanometrové oblasti. Za předpokladu měření v atmosféře patří fluktuace indexu lomu vzduchu mezi největší zdroje nejistot při interferometrickém měření. Měření polohy v omezeném rozsahu je typické pro souřadnicové měřící systémy. V nanometrologii je takovým standardem mikroskop skenující sondou s přesným odměřováním polohy. Proto jsme se rozhodli rozšířit koncept kompenzace fluktuací indexu lomu vzduchu přes sledování optické délky uvnitř měřícího rozsahu interferometru měřícího vzdálenost. Námi navržený systém je kombinací refraktometru spolu s interferometrem kde v prvním případě vyhodnocujeme úroveň nejistoty délkového šumu dvou měřících svazků, který představuje fluktuace indexu lomu vzduchu. A v druhém případě jsme se zabývali změnami indexu lomu (délkového šumu) v závislosti na změně měřícího ramene.
|
|
|
Detekce středu interferenčního proužku v interferometrii nízké koherence
Pikálek, Tomáš ; Fořt, Tomáš ; Buchta, Zdeněk
Interferometrie nízké koherence je moderní diagnostická metoda využívaná např. k bezkontaktní analýze profilu povrchů, měření tloušťky tenkých vrstev nebo i ke kalibraci koncových měrek. [1, 2] Základní úlohou v interferometrii nízké koherence je při použití Michelsonova interferometru najít takovou polohu měřicího zrcadla, při které jsou optické dráhy v obou větvích interferometru stejné, tedy nalézt střed bílého interferenčního proužku. Při použití pole fotodetektorů na výstupu interferometru je pak tímto způsobem možné získat informaci o struktuře analyzovaného povrchu. Článek se zaměřuje na metody, které analyzují intenzitu na výstupu interferometru v závislosti na poloze měřicího zrcadla. Tyto metody je možné obecně rozdělit na metody detekující v interferenčním signálu maximum a metody detekující maximum obálky signálu.
|
host ::
RSS.