|
|
Řezání vodním paprskem modulovaným ultrazvukem - optimalizace tvaru kapalinového vlnovodu.
Veselý, Radek ; Foldyna, Josef (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Vysokorychlostní vodní paprsek má nezastupitelné místo mezi nekonvenčními technologiemi obrábění materiálu. Ovšem jeho prosazování brzdí především jeho velmi vysoká pořizovací cena a rovněž vysoké náklady na jeho provozování. Určitou možnost představují vysokorychlostní pulzní paprsky, které při srovnatelném výkonu nekladou tak velké nároky na zařízení pro generování tlaku. Zřejmě nejefektivnější metodou generování pulzujících vodních paprsků je ultrazvuková modulace. Tato práce by mohla být příspěvkem k pochopení šíření tlakových pulzů mezi ultrazvukovým generátorem a výstupní tryskou. Pulzace jsou řešeny numerickým výpočtem pomocí přenosových matic.
|
|
|
Návrh akusticky pohltivých konstrukcí s použitím děrovaných desek
Jun, David ; Stejskal, Pavel (oponent) ; Kalousek, Lubor (vedoucí práce)
Děrované desky jsou jedním z nejčastěji používaných prvků pro konstrukce akustických rezonátorů ve formě předstěn nebo podhledů. Tato diplomová práce se zaměřuje na některé aspekty návrhu těchto děrovaných rezonátorů. Hlavním posuzovaným faktorem byl tvar otvorů v desce a jeho vliv na měřený průběh činitele zvukové pohltivosti a také na jeho predikci běžně dostupnými metodami. Prvním z aspektů návrhu rezonátoru je měření činitele zvukové pohltivosti. V rámci práce jsou zevrubně porovnány běžné metody měření a detailněji představena metoda dozvukové místnosti, která je dále použita pro měření zhotovených vzorků. Pro účely této části je také vyvinuto vlastní hardwarové i softwarové řešení měřící sestavy. Obslužné skripty byly napsány v programovacím jazyku Python. Druhým aspektem návrhu řešeném v této práci je volba porézní výplně rezonátoru na základě jeho hodnoty měrného odporu proti proudění vzduchu. Tato hodnota je zde zjišťována metodou stejnosměrného proudění vzduchu a na základě příslušných norem bylo pro tyto účely vyvinuto vlastní měřící zařízení. Toto zařízení bylo zhotoveno převážně metodou FDM 3D tisku a bylo obsluhováno skripty v jazyku Python. Třetím a posledním ze zde popsaných aspektů návrhu je predikce průběhu činitele zvukové pohltivosti děrovaných rezonátorů. V této části je představena metoda elektro-akustické analogie spolu s metodou přenosové matice, jak jsou popsány v odborné literatuře, která je dále doplněna o zavedení ekvivalentního poloměru zahrnujícího do výpočtu vliv podlouhlosti otvorů. Výsledky získané výpočtem jsou na závěr porovnány s měřením a je navržena optimalizace výpočtu v podobě úpravy vztahu pro koncovou korekci a pro kombinaci akustických impedancí jednotlivých vrstev.
|
|
|
Stanovení druhé viskozity kapaliny z měřených tlakových pulsací.
Černý, Ondřej ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problémem stanovení druhé viskozity kapaliny a rychlosti zvuku při různém průtoku kapaliny v trubici z naměřených tlakových pulsací vyvolaných membránovým pulsátorem. Při řešení je použit model přenosových matic, při vyhodnocení pak genetický algoritmus v programu „Facharp.exe“. K určení tvarů kmitů a vlastní frekvence trubice je provedena modální analýza problematického měřeného úseku. Výsledná data jsou kvůli názornosti zpracována v programu „MS Excel“ a vynesena do grafů, jejichž závěrem je závislost druhé viskozity kapaliny a rychlosti zvuku na průtoku.
|
|
|
Modelování vysokofrekvenčních pulsací
Střecha, Ludvík ; Kubálek, Jiří (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Problematika, kterou řeší tato diplomová práce, se vztahuje k modelování vysokofrekvenčních tlakových pulsací v hydraulických strojích. Pulsace jsou způsobeny vzájemnou interakcí statorových a rotorových lopatek. Jejich působením jsou následně cyklicky namáhány víko, spirála a rozváděcí a oběžné kolo. Matematický model je řešen pomocí přenosových matic. Data jsou vypočtena a zpracována v programech F-A char a MS Excel. Výsledky jsou znázorněny formou frekvenčně amplitudových charakteristik a dále formou tvaru kmitu tlaku, kde je znázorněno i porovnání matematického modelu s měřením.
|
|
|
Systém pro navázání záření impulsního laseru do optického vlákna
Dell, Roman ; Wilfert, Otakar (oponent) ; Barcík, Peter (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá využitím laditelného pulzního laseru pro navazování do optického vlákna. Nejprve práce vysvětluje princip činnosti laseru, jeho základní technické součásti, vlastnosti laserového záření a hlavní typy laditelných pulzních laserů. Dále popisuje hlavní typy optických vláken, jejich klíčové vlastnosti a metody pro navázání laseru do vlákna. Nakonec práce vysvětluje základní koncepci maticové optiky, její aplikaci na transformaci Gaussovského svazku a výpočet účinnosti navázání. V poslední kapitole popisuje experimentální měření navázaní laserového svazku do optického vlákna.
|
|
|
In vivo application of holographic endoscopy
Tučková, Tereza ; Brzobohatý,, Oto (oponent) ; Bouchal, Petr (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
The progress in understanding of complex brain function is conditioned by the ability to optically access any chosen structure and area in the living brain with minimal tissue damage and with sub-cellular resolution, The progress in accessing deeper into the light-scattering tissue stands nowadays largely on the development of optical endoscopic probes such as microendoscopes with incorporated graded index (GRIN) lenses and fibre-optic bundles. Due to recent advancements in holographic light shaping methodology, using multimode optical fibres (MMF) as imaging elements has become promising for high resolution imaging deep in the tissue. In comparison to GRIN-based endoscopes and fibre bundles endoscopes, MMFs provide the highest ratio of image resolution and probe thickness causing minimal tissue damage. This thesis first provides an overview of the current state-of-the-art in vivo deep brain imaging technology, multi-mode fibre-based endoscopy and its principles to introduce the related technology. The main technological focus of the thesis stands on using a digital micro-mirror device (DMD) to modulate light through the MMF probes. This enables fast raster scanning of the fluorescent sample at the imaging plane of the fibre distal facet. An optical setup exploiting this principle has been built, its imaging properties carefully evaluated, and high stability reached. Its imaging abilities have been demonstrated on 2D and 3D fluorescent phantom samples. Consequently, we have developed an image post-processing procedure to enhance the detected image and reach the full diffraction-limited resolution potential. Using algorithms, one based on a regularised iterative inversion and second on regularised direct pseudo-inversion, lead to enhancement of the image contrast and resolution. Further, we used genetically modified mice to move towards ex vivo and in vivo imaging. Suitable mouse models were identified and its ex vivo brain imaging showed that the images suffer from strong background fluorescent signal from out-of-focus planes. Therefore, further work focused on technological development for light attenuation based on the confocal principle. An optical setup for confocal “pinhole” filtration has been built using a custom-made probe consisting of graded-index MMF spliced at the tip of the step-index MMF and a second DMD. The fluorescent signal collected by the GRIN-SI-MMF was filtered in the probe far field where for every scanning focal point it forms an annular ring. This ring-signal, and thus also the out-of-focus signal, was then separated using a mask on DMD2. On a set of experiments using phantom sample of fluorescent microspheres and fixed brain tissue it has been demonstrated that this confocal filtering leads to attenuation of the background signal, the signal from the out-of-focus planes thus enhancing the images contrast and resolution. This principle of confocal filtering in the holographic endoscope has been also demonstrated using a novel side-view MMF probe. This work shows a piece of a puzzle in a long-term complex development of an optimal tool for deep-tissue and high-resolution imaging. The MMF-based holographic endoscope has been advanced to routine imaging of biological tissue in range of hours with the feature of out-of-focus light attenuation. The endoscope has been tested on imaging of phantom samples as well as fixed mouse brain slices and in vivo vasculature down to depth of 5 mm.
|
|
|
Magnetooptická odezva multivrstev
Kunt, Ota ; Ostatnický, Tomáš (vedoucí práce) ; Antoš, Roman (oponent)
Optická odezva materiálů silně závisí na jejich magnetických vlastnostech. Tohoto jevu se mimo jiné využívá u materiálů ve formě tenkých vrstev a mul- tivrstev. S využitím citované literatury shrnujeme teorii potřebnou pro výpočet magnetooptické odezvy multivrstvy. Výpočet vychází z Maxwellových rovnic a magnetické materiály jsou popsány pomocí efektivního tenzoru permitivity. Při výpočtu se používá Jonesova formalismu pro popis polarizovaného světla a Ye- hova formalismu pro popis odezvy multivrstvy. V rámci této práce byl vytvo- řen program používající uvedenou teorii a jsou provedeny výpočty pro konkrétní strukturu. Parametry multivrstvy byly voleny dle vzorku, jehož magnetooptická odezva byla měřena na Katedře chemické fyziky a optiky, MFF UK. 1
|
|
|
Šíření světla v magnetických materiálech
Wagenknecht, David ; Ostatnický, Tomáš (vedoucí práce) ; Veis, Martin (oponent)
Transparentní magnetické materiály, mimo jiné i polovodičové, se v poslední době dostávají do centra zájmu základního i aplikovaného výzkumu z důvodu jejich širokého potenciálu nejenom pro uplatnění v optických aplikacích, ale i jako velmi vhodné systémy pro výzkum základních fyzikálních jevů s využitím optické spektroskopie. Teoreticky se však ukazuje, že by mohly vykazovat i některé jevy nepozorovatelné v jiných systémech, například asymetrii v odrazivosti při opačných úhlech dopadu. V této bakalářské práci je na základě řešení Maxwellových rovnic s uvážením efektivní permitivity odvozena přenosová matice. Následně je ukázáno z podoby reflexního koeficientu pro jedno rozhraní, že pro transverzálně- magnetickou polarizaci a příčnou magnetizaci se asymetrická odrazivost vyskytuje: reflektance se liší pro kladný a záporný úhel dopadu. Odvozené vztahy jsou nakonec použity k výpočtu rozdílností reflektancí pod opačnými úhly v závislosti na důležitých parametrech pro Ga1−xMnxAs s různými koncentracemi manganu. 1
|
|
|
Optická odezva magnetických materiálů
Wagenknecht, David ; Ostatnický, Tomáš (vedoucí práce)
David Wagenknecht: Abstrakt k diplomové práci Optická odezva magnetických materiálů, 2014 Magnetický polovodič Ga1−xMnxAs a jiné anizotropní materiály mohou dle teoretických předpovědí vykazovat zajímavé chování v odrazivosti, kterým je její rozdílná velikost pro opačné úhly dopadu. K popsání tohoto efektu jsou odvozeny analytické vztahy týkající se materiálů s nediagonální permitivitou a ty jsou následně použity k numerickým výpočtům optické odezvy konkrétních vzorků. Hlavním předmětem zájmu této práce je transverzální Kerrův jev, který vykazuje asymetrii ve stočení roviny polarizace a stejně tak elipticitě kruhově polarizovaného světla, což je způsobeno právě asymetrií v reflektivitě. Kvůli možnému vlivu je studována i magnetizace longitudinální a polární. Výsledky jsou použity k diskuzi podmínek, nutných k pozorovatelnosti asymetrie, a navíc s cílem změřit jev je představeno konkrétní experimentální uspořádání. 1
|
|
|
Teorie magnetooptických jevů
Zálešák, Ondřej ; Ostatnický, Tomáš (vedoucí práce) ; Janda, Tomáš (oponent)
Magnetické vlastnosti látek mají vliv na jejich optickou odezvu. Tyto vlast- nosti závisí na mikroskopické stavbě látky a rozlišujeme několik základních druhů magnetismu v látce. V rámci posledního výzkumu se optici zaměřují na trojúhelníkové antiferomagnety a jejich využití v technologii, například spintro- nice. Popis magnetického materiálu je uskutečněn pomocí tenzoru permitivity. Popis odezvy materiálu vychází z Maxwellových rovnic a odražené světlo je popsáno pomocí jeho polarizace a elipticity. V práci jsou poté modelovány troj- úhelníkové konfigurace Γ5g a Γ4g. 1
|
host ::
RSS.