|
| |
|
|
Návrh kompaktního spektrometru s transmisní mřížkou a posuvným spektrálním rozsahem
Malina, Jan ; Pořízka, Pavel (oponent) ; Novotný, Jan (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je návrh kompaktního spektrometru s transmisní mřížkou a posuvným spektrálním rozsahem pro metodu spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Práce v teoretické části obsahuje základní popis spektroskopie a spektroskopické metody LIBS, spektrometru a jeho jednotlivých částí. V praktické části je popsán postup návrhu spektrometru, představeny vybrané komponenty a okomentován důvod jejich výběru. Vybrané komponenty jsou složeny do finálního podoby spektrometru, který je dále za pomoci simulačního programu testován, aby se potvrdila jeho funkčnost. Výsledkem práce je ucelený přehled o jednotlivých komponentech spektrometru, aspektech jeho stavby společně s návodem a radami na jeho sestavení zároveň s příkladem v podobě navrhnuté sestavy z běžně dostupných katalogových komponent.
|
|
|
Vliv atmosféry na laserovou ablaci materiálů
Černá, Svatava ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá všeobecným přehledem spektrometrie laserem buzeného plazmatu–ablací materiálu a vzniku plazmatu při změně okolního prostředí. Cílem je stanovit ideální podmínky pro zlepšení detekce, jež je u některých prvků obtížná, pokud měření probíhá ve vzduchu za atmosférického tlaku. Proto provádíme změnu podmínek okolního prostředí, tedy typ plynu (vzduch, helium, argon) a jeho tlak. Nárazníkové plyny (helium, argon) mají zásadní vliv na průběh ablace materiálu a vlastnosti vniklého plazmatu, proto studujeme změny v intenzitě signálu s ohledem na jednotlivé atmosféry (změna signálu v atmosféře argonu, helia oproti atmosféře vzduchu). V první části práce uvádíme princip a fyzikální podstatu laserové ablace se stručnou rešerší doposud provedených experimentů pro podobné účely. Na základě této rešerše jsou stanoveny předpokládané závěry experimentu ohledně vlivu inertních plynů a tlaku na detekci studovaných prvků. Ve druhé části práce je pak představen vlastní řízený experiment, který se skládal z detekce spektrálních čar fluoru a draslíku, viz kap. 5.6 a molekulových přechodů fluoridu vápenatého, viz kap. 5.10. V řízeném experimentu jsme stanovili dva předpoklady. Prvním předpokladem je vliv atmosféry inertního plynu, ta by měla výrazně zlepšit detekci fluoru i draslíku oproti atmosféře vzduchu. Toto zjištění jsme potvrdili jen pro argonovou atmosféru. Naopak v atmosféře helia nedošlo ke zlepšení detekce ani jednoho z prvků. Druhým předpokladem je vliv snižování okolního tlaku, ten by měl v kombinaci s inertním plynem umožnit detekci fluoru i při nízké koncentraci ve vzorku. Právě za takový vzorek považujeme měřený skleněný disk v kap. 5.7. Tento předpoklad potvrzen není, jelikož při snižování tlaku ve vakuové komoře se nijak neprojevuje zvýšená intenzita spektrální čáry fluoru. Závěrem v kap. 7 byly z výsledků jednotlivých částí experimentu navrženy nejvhodnější podmínky pro budoucí detekci měřených látek: fluoru, draslíku a molekul fluoridu vápenatého.
|
|
|
Kombinace metod laserové spektroskopie pro chemickou analýzu
Holub, Daniel ; Novotný, Karel (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá kombinací dat vybraných metod laserové spektroskopie. Pro kombinaci byly vybrány metody LIBS a metoda Ramanovy spektroskopie. Kombinace těchto dvou metod je aplikována na rozdělení plastů za účelem automatizace třídění. Operace s daty byly prováděny pomocí metod počítačového učení v programovacím jazyku R. Kombinací těchto dvou metod bylo dosaženo přesnosti rozdělení přesahující 90 %. Práce také adresuje problémy vyplývající z kombinace dvou různých metod.
|
|
|
Development of universal software interface for detection units in optical spectroscopy
Belica, Martin ; Pořízka, Pavel (oponent) ; Žalud, Luděk (vedoucí práce)
This master's thesis deals with the design and implementation of universal user interface for detection devices used in Laser-induced breakdown spectroscopy. The design and implementation are based on analysis of current state of instrumentation used in laser spectroscopy. The user interface should be able to work with high repetition frequency of measurement. Acquired spectra should be visualised to user and it is also necessary to save this data on hard drive. The resulting application must be universal. It means the application must support various types and vendors of detection devices.
|
|
|
Design of an optomechanical module for laser-induced plasma imaging
Buday, Jakub ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is a method of analytical chemistry that provides a qualitative and quantitative analysis of a sample. The ablation process of a sample is fast and dynamic and the change of plasma in time and space is a question of a few microseconds. An examination that provides a good time and space resolution is necessary to understand better the physical processes. For this reason, the goal of this thesis is to design a basic optomechanic construction for this type of experiment. Furthermore, it is important to check the functionality of this design and to use it for a basic comparison between the spectroscopic and imaging data. Also, the time development of plasma will be observed under different experimental conditions. The goal of this thesis, in general, is to prove that the morphology of plasma is as it is described in available related literature.
|
|
|
Design of optomechanical module for chemical mapping using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy
Švábíková, Anna ; Samek, Ota (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the design of an optomechanical module for chemical mapping using the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method. The main goal is to develop a module capable of the analysis of zinc spectral lines in the ultraviolet (UV) region. Basic theory of the LIBS method is described in this work, followed by a research focusing on the remote LIBS analysis. Possible optical designs of focusing and collecting optics are presented in this work. Chosen optical designs were then tested. The output of this work is the final optomechanical design of the module.
|
|
|
Processing of tomographic data by principal component analysis method for archaeological applications
Prokop, David ; Žídek, Jan (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
X-ray computed tomography is an imaging method which enables 3D observations of the inner structure of objects. The microstructure of objects carries essential information that could be used to characterize samples. The here presented research aims at connecting the microCT-derived data with their statistical elaboration in order to achieve the best description of analysed samples. The outcome of the thesis will be the classification of samples based on their microstructure. Based on the information about classification, we can test some hypotheses concerning the origin of the samples. This thesis could serve as a cornerstone for a combination of datasets coming from various sources by the means of statistical methods.
|
|
|
Interconnection of Restricted Boltzmann machine method with statistical physics and its implementation in the processing of spectroscopic data
Vrábel, Jakub ; Hrdlička, Aleš (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
In this work, connections between statistical physics and machine learning are studied with emphasis on the most basic principles and their implications. Also, the general properties of spectroscopic data are revealed and used beneficially for improving automatized processing of the data. In the beginning, the partition function of a Boltzmann distribution is derived and used to study the Ising model utilizing the mean field theory approach. Later, the equivalence between the Ising model and the Hopfield network (machine learning model) is shown, along with an introduction for machine learning in general. At the end of a theoretical part, Restricted Boltzmann Machine (RBM) is obtained from the Hopfield network. Suitability of applying RBM to the processing of spectroscopic data is discussed and revealed by utilization of RBM to dimension reduction of the data. Results are compared to the standard tool (Principal Component Analysis), with discussing possible further improvements.
|
|
|
Vizualizace spektroskopických dat pomocí metody analýzy hlavních komponent
Šrenk, David ; Žák, Libor (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se věnuje spektroskopií laserem buzeného plazmatu k určování prvkového složení neznámých vzorků. Bylo nutné navrhnout vhodnou metodu pro kvalifikaci materiálu pomocí emisních spekter indukovaných laserem. Pro kvalifikaci prvkového složení bylo nezbytné použít různé chemometrické metody a předzpracování dat. Kýžené kvalifikace jsme dosáhli projekcí dat do nového PCA prostoru, následného vytvoření shluků a vyměření Euklidovských vzdáleností jednotlivých shluků mezi sebou. Experiment v praktické části byl nastaven na detekci rozhraní dvou prvků. Vytvořili jsme tedy datový soubor simulující ablaci na rozhraní. Tento datový soubor byl postupně zpracován matematicko-chemicko-fyzikálním pohledem. Bylo zpracováno několik postupů pro analýzu dat: aproximace pomocí Lorenzovy, Gaussovy a Voigtovy funkce a také metody předzpracování, jako detekce odlehlých bodů, standardizace dat různými způsoby a následné použití metody hlavních komponent. V práci je zaznamenán soubor shrnutí postupů pro kvalifikaci vstupních dat.
|
host ::
RSS.