|
|
The analysis of limits for multimode fibre imaging
Štolzová, Hana ; Kozubek, Michal (referee) ; Dostál, Zbyněk (advisor)
Multimódová vlákna jsou zobrazovacím prostředkem s významným potenciálem v in-vivo mikroendoskopii. V poslední době tato metoda zaznamenala velký rozvoj, a to díky zdokonalování výpočetní a jiné techniky, například prostorové modulace světla. Cílem této práce bylo nalézt specifické limity zobrazování multimódovými vlákny a představit jejich počítačovou simulaci. Byl zkoumán vliv způsobu osvětlení optického systému obsahujícího multimódové vlákno na jeho schopnost fokusace a zobrazování. Analýzou dat získaných ze simulací a experimentu bylo zjištěno, že různá míra omezení Gaussovského svazku a plnění apertury multimódového vlákna má za následek významnou změnu zobrazovacích schopností systému. Při pozorování kvality fokusace bylo zjištěno, že nejlépe se projevují svazky málo omezené aperturou vlákna. Tento fakt byl potvrzen i experimentálním měřením. Zobrazování za použití svazků s podobnými hodnotami omezení (50%) projevovalo i nejlepší schopnost přenosu kontrastu. Avšak při analýze rozlišení dvou bodových objektů se jako nejvhodnější projevily svazky významně přeplňující numerickou aperturu vlákna, 100% a více. Přítomnost tohoto rozdílu poukazuje na skutečnost, že multimódové vlákno není zcela náhodné médium, ale propagace světla skrz multimódové vlákno projevuje znaky závislosti na vnějších zobrazovacích podmínkách, jako je například změna omezení osvětlovacího svazku. V této práci bylo představeno několik způsobů vyhodnocení kvality zobrazování pomocí multimódového vlákna. Každé z těchto kritérií podalo dílčí charakteristiku chování optického systému obsahujícího multimódové optické vlákno. Jednotlivé výsledky se neshodují na jednom konkrétním řešení a nutí osobu využívající zobrazovací systém obsahující multimódové vlákno ke zvážení několika aspektů, a to v jakém prostředí bude daný optický systém využívat a který parametr kvality zobrazení bude považovat za nejdůležitější.
|
|
|
Advancements of Holographic endoscopy for in-vivo observations
Michálková, Ivana ; Tyc, Tomáš (referee) ; Čižmár, Tomáš (advisor)
Počas posledných rokov bola vyvinutá a systematicky vylepšovaná nová unikátna technológia zvaná holografická endoskopia. Táto jedinečná metóda využíva jediné multimodálne optické vlákno, o hrúbke ľudského vlasu, ako minimálne invazívnu sondu pre mikroskopické zobrazovanie v hĺbke živých tkanív. Minulý rok sa dosiahlo ďalšieho pokroku, pričom sa vďaka holografickému endoskopu podarilo vytvoriť takmer perfektné difrakciou limitované body na konci multimodálneho vlákna. Tieto výsledky sú dôležité najmä z hľadiska využitia skenovacích florescenčných mikroskopických metód vrámci zobrazovania pomocou holografického endoskopu, pretože lepšia kvalita excitačného svetla umožňuje presnejšie zobrazovania s obmedzením tvorby nežiadúcich signálov. Spomenuté výsledky viedli k novej otázke: Bolo by možné vytvoriť cez multimodálne optické vlákno aj komplexnejšie svetelné polia než sú difrakciou limitované body, so zachovaním vysokej kvality? Jedným z hlavných cieľov tejto diplomovej práce bolo preskúmať túto možnosť, tvorbou Airyho zväzkov cez multimodálne vlákno s využitím holografického endoskopu. Pre generovanie Airyho zväzkov boli použité dve metódy: syntéza pomocou fázovej masky a priama syntéza. Kvalita vytvorených zväzkov bola určená ich porovnaním so simuláciou. Okrem toho bola zaznamenaná aj propagácia jednotlivých zväzkov a preskúmaný potenciál syntézy pomocou fázovej masky, pre ovplyvňovanie propagačných charakteristík Airyho zväzku. Analýza výsledkov ukázala, že s využitím holografického endoskopu je možné cez multimodálne optické vlákno vytvoriť aj komplexnejšie polia, ako napr. Airyho zväzok, a to s presnosťou zodpovedajúcou vysokokvalitným difrakciou limitovaným bodom vygenerovaným v roku 2022. Táto práca snáď poskytne ďalší míľnik vo vývoji holografickej endoskopie, konkrétne k schopnosti holografického endoskopu pracovať v mikroskopických režimoch využívajúcich zložitejšie optické polia ako je napr. SIM či STED mikroskopia.
|
|
|
The analysis of limits for multimode fibre imaging
Štolzová, Hana ; Kozubek, Michal (referee) ; Dostál, Zbyněk (advisor)
Multimódová vlákna jsou zobrazovacím prostředkem s významným potenciálem v in-vivo mikroendoskopii. V poslední době tato metoda zaznamenala velký rozvoj, a to díky zdokonalování výpočetní a jiné techniky, například prostorové modulace světla. Cílem této práce bylo nalézt specifické limity zobrazování multimódovými vlákny a představit jejich počítačovou simulaci. Byl zkoumán vliv způsobu osvětlení optického systému obsahujícího multimódové vlákno na jeho schopnost fokusace a zobrazování. Analýzou dat získaných ze simulací a experimentu bylo zjištěno, že různá míra omezení Gaussovského svazku a plnění apertury multimódového vlákna má za následek významnou změnu zobrazovacích schopností systému. Při pozorování kvality fokusace bylo zjištěno, že nejlépe se projevují svazky málo omezené aperturou vlákna. Tento fakt byl potvrzen i experimentálním měřením. Zobrazování za použití svazků s podobnými hodnotami omezení (50%) projevovalo i nejlepší schopnost přenosu kontrastu. Avšak při analýze rozlišení dvou bodových objektů se jako nejvhodnější projevily svazky významně přeplňující numerickou aperturu vlákna, 100% a více. Přítomnost tohoto rozdílu poukazuje na skutečnost, že multimódové vlákno není zcela náhodné médium, ale propagace světla skrz multimódové vlákno projevuje znaky závislosti na vnějších zobrazovacích podmínkách, jako je například změna omezení osvětlovacího svazku. V této práci bylo představeno několik způsobů vyhodnocení kvality zobrazování pomocí multimódového vlákna. Každé z těchto kritérií podalo dílčí charakteristiku chování optického systému obsahujícího multimódové optické vlákno. Jednotlivé výsledky se neshodují na jednom konkrétním řešení a nutí osobu využívající zobrazovací systém obsahující multimódové vlákno ke zvážení několika aspektů, a to v jakém prostředí bude daný optický systém využívat a který parametr kvality zobrazení bude považovat za nejdůležitější.
|
guest ::
