|
|
Rekonstrukční metody v holografické mikroskopii
Findejsová, Anna ; Odstrčilík, Jan (oponent) ; Kolář, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se věnuje rekonstrukci obrazů z holografického mikroskopu. Tato práce shrnuje problematiku holografie, popisuje její obecný princip a využití především v biologii živých buněk. Poté se zabývá popisem několika známých metod pro rekonstrukci off-axis hologramů. Teoretické podklady pro práci jsou uvedeny v první až třetí kapitole a následně využity v kapitole čtvrté, která se zabývá návrhem a implementací rekonstrukčního algoritmu, a paté, která shrnuje použité metody a popisuje modifikace metod vedoucích k 3D rekonstrukci pozorovaného objektu.
|
|
|
Simulations of light scattering from living cells
Vengh, Martin ; Richter, Ivan (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The master's thesis deals with the scattering of electromagneticc waves from a living cell using the finite-difference time-domain method (FDTD), the Born approximation and the Rytov approximation. FDTD is full wave method that gives accurate results in wide variety of scattering problems. The comparison of the Born aproximation and the Rytov aproximation is presented via FDTD method. Next part of my thesis includes a short description of coherence-controlled holographic microscope (CCHM). The final part deals with the imaging of the scattered field via simulation of object arm of CCHM, using results of the Born approximation, Rytov approximation and FDTD method.
|
|
|
Imaging of an object in turbid medium by combining the signal of ballistic and diffuse photons in the coherence-controlled holographic microscope
Ďuriš, Miroslav ; Bouchal, Zdeněk (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
This thesis deals with the quantitative phase imaging (QPI) of objects behind scattering media in coherence-controlled holographic microscope (CCHM). It is possible to image in this microscope with completely incoherent illumination, which gives rise to the coherence-gating effect. It is a crucial property that allows the separation of ballistic and multiply scattered photons, therefore, a part of the thesis explains in depth the coherence-gate. Fundamentals of the image formation in CCHM are presented, which support many interpretations of results throughout the experimental part of the work. The goal of the thesis is to design a method for an observation of phase objects in turbid milieu and experimentally prove the method working. A novel method based on the preliminary research and the analytical derivation is proposed. It is based on an acquisition of multiple images for different reference field shifts. Each shift corresponds to the imaging by a different group of photons. The particular QPIs formed by ballistic or scattered photons can be superposed to create synthetic image of improved quality. Experiments with variously complex samples provided information about limitations of this method.
|
|
|
Coherence-gate assisted three-dimensional imaging by holographic microscope
Maršíková, Barbora ; Heintzmann, Rainer (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
This master thesis covers the primary research on the influence of spatially incoherent illumination on the axial localization of small details in a three-dimensional sample. The imaging is done by the coherence-controlled holographic microscope (CCHM). The necessary theory of imaging and scattering is summarized in the theoretical part. The fundamental principle as well as the actual setup of the microscope is described in detail and a mechanical adaptation is designed for the use of condenser optics with high numerical aperture and low aberration. For the experimental part, a model sample has been prepared and measured. The relationship between the spatial incoherence of illumination and the axial localization is demonstrated on simulations and verified experimentally using the model sample. The experiments prove the basic idea of the theory. In the end, some improvements are suggested for the future research on this topic.
|
|
|
Justážní kolimátor pro Fluorescenční holografický mikroskop
Hlaváčová, Kateřina ; Jákl, Petr (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Pro správné fungován Fluorescenčnho holografického mikroskopu je nutné jeho vhodné seřzen, tedy proveden justáže všech optických komponent, které jsou v něm usazeny. Nejen u tohoto mikroskopu, ale také u Koherenc řzeného holografického mikroskopu, je přesná justáž velice kritickou podmnkou správného zobrazován. Proto je potřeba pro tyto mikroskopy vytvořit justážn kolimátor, pomoc kterého je možno oba přstroje seřdit. V teoretické části práce je zmněna historie vzniku interferenčn a holografické mikroskopie, z jejichž principů flourescenčn holografická mikroskopie vycház. Také je zde sepsáno dosavadn poznán týkajc se kolimátorů využvaných pro vytyčován přmek a jejich využit v praxi. Součást práce je optický návrh kolimátoru, jeho konstrukčn návrh a realizace. Pro použván kolimátoru v praxi byl vytvořen software pro detekci černého záměrného křže. Ten pomáhá při vyhodnocen správnosti seřzen justovaného přstroje. Uvedeny jsou také popisy justáže vlastnho kolimátoru a Flourescenčnho holografického mikroskopu, které jsou nezbytné pro správnou manipulaci a pro využit navrhovaného kolimátoru.
|
|
|
Superrozlišení v holografické mikroskopii
Říha, René ; Komrska, Jiří (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Práce navrhuje přístup, který by umožnil dosáhnout superrozlišení koherencí řízeného holografického mikroskopu na Ústavu Fyzikálního inženýrství VUT FSI v Brně v kombinaci s dvourozměrnou fázovou difrakční mřížkou umístěnou v určité vzdálenosti za vzorkem. Na základě teoretických výpočtů a simulací se prozkoumávají vlastnosti nového uspořádání mikroskopu a je popsán proces numerické rekonstrukce obrazu v rámci navržené metody. Přístup je ověřen pomocí elektromagnetické simulace. Práce nezohledňuje technické aspekty a nedostatky nového uspořádání.
|
|
|
Příznaky pro analýzu a klasifikaci buněk ve snímcích z holografického mikroskopu
Navrátilová, Markéta ; Kolář, Radim (oponent) ; Vičar, Tomáš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou příznaků používaných při analýze snímků buněk pořízených holografickým mikroskopem a pro jejich klasifikaci. Popisuje jednotlivé příznaky, stejně tak jako nástroje pro klasifikaci. Příznaky jsou extrahovány na dodaných nasegmentovaných buňkách v programovém prostředí Matlab. Na základě těchto příznaků jsou buňky klasifikovány s využitím metody podpůrných vektorů. Pomocí metod pro shlukování a redukci dimenzionality je analyzován výskyt různých buněčných typů. Zároveň je zhodnocena účinnost a využitelnost jednotlivých příznaků.
|
|
|
Vliv vlastností obrazových senzorů na kvalitu rekonstrukce kvantitativního fázového zobrazení
Šulc, Václav ; Antoš, Martin (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na šumové vlastnosti obrazových senzorů a jejich vlivu na kvantitativní fázové zobrazení. Byly nasnímány a analyzovány černé snímky dostupných kamer. Vypočítané hodnoty směrodatné odchylky šumu snímků byly použity při vytvoření umělých hologramů, z kterých byla rekonstruována kvantitativní fázová zobrazení. Z výsledků měření byla vybrána kamera Basler acA2040-180km jako nejvhodnější pro použití v holografii. Pro tuto kameru byl navržen, vyroben a otestován efektivní systém chlazení, který šumové charakteristiky vylepšil.
|
|
|
Optimalizace optické pinzety pro multimodální holografický mikroskop
Vaverka, Jan ; Antoš, Martin (oponent) ; Dostál, Zbyněk (vedoucí práce)
V bakalářské práci byla popsána funkce interferenčních mikroskopů s bližším rozborem multimodálního holografického mikroskopu (MHM), který byl zkonstruován v Ústavu fyzikálního inženýrství (ÚFI) Vysokého učení technického v Brně. Dále byl rozebrán princip optické pasti a blíže byly popsány silové účinky na zachycený objekt s charakteristickým rozměrem větším než vlnová délka zachycujícího svazku. Byla navržena optimalizace existujícího modulu optické pinzety tak, aby byl modul připojitelný k prototypu MHM umístěnému na ÚFI. Byla provedena simulace a optimalizace optické sestavy modulu a byl vytvořen mechanický návrh modulu s výkresovou dokumentací. Modul byl zadán do výroby.
|
|
|
Měření rozložení ekvivalentu suché hmoty buňky kvantitativním fázovým kontrastem koherencí řízeného holografického mikroskopu
Kovářová, Klára ; Čolláková, Jana (oponent) ; Křížová, Aneta (vedoucí práce)
Předmětem bakalářské práce je vypracování rešerše k přepočtům fáze na hodnoty suché hmoty a provedení experimentů ověřující význam suché hmoty. Teoretická část pojednává nejdříve o historii holografické mikroskopie a vývoji holografie na ÚFI FSI VUT v Brně. Dále se zabývá transmisním holografickým mikroskopem. Je zde uveden stručně jeho konstrukční popis a základní instrukce pro práci s tímto mikroskopem. Poté je v teoretické části pojednáno o významu obrazové fáze. Jsou zde uvedeny dva přístupy k interpretaci fázového zpoždění a také je zde vypracována rešerše k přepočtům fáze na suchou hmotu buňky (podle H. G. Davies a M. H .F. Wilkinse, G. Popescua, G. Dunna a D. Zichy). V experimentální části je nejdříve popsána kultivace buněk, poté příprava vzorku pro pozorování a následně zpracování dat. Druhá polovina experimentální části je zaměřena přímo na provedené experimenty. Ve všech experimentech byly pozorovány buňky K2 (plné označení LW13K2). Nejdříve byla pozorována nutriční deprivace buněk a poté buněčný růst.
|
host ::
RSS.