|
|
Module for the detection of light elements in ferrous alloys by the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy technique
Hrabal, Zdeněk ; Novotný, Karel (oponent) ; Novotný, Jan (vedoucí práce)
This diploma thesis' aim is an investigation of light elements (i.e. carbon, sulphur and phosphorus) in ferrous alloys using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). The primary goal is both the development and implementation of the new module enabling an analysis of vacuum ultraviolet (VUV) radiation which is necessary for the steel analysis and also more applications of LIBS. The first part surveys the state-of-the-art approaches of optical emission spectroscopy (OES), as well as the overview of traditional techniques used for steel analyse. The theory concerning the absorption of VUV by the air and optical glasses has been also investigated in order to get the essential theoretical background for the development of the module. The experimental module was carried out prior to the final design in order to test the concept of the VUV analysis by LIBS. On the basis of this testing, the final design was proposed based on the unique wedge mechanism. The prototype was made up in cooperation with an external manufacturer and then the performances of the module were demonstrated by measurements of five certified steel standards. The experiments determined the limit of detection for carbon as 0.028 wt.%. Nevertheless, neither sulphur nor phosphorus were detected in any of studied sample. This thesis establishes the essential know-how for further investigation of the VUV-LIBS analysis in the Laboratory of laser spectroscopy in Brno.
|
|
|
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.
|
|
|
Prvková analýza měkkých tkání v parafínu metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu
Kopřivová, Hana ; Samek, Ota (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou měkkých tkání zalitých v parafínu pomocí metody spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS) a pomocí doplňkové techniky hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem s laserovou ablací (LA-ICP-MS). Konkrétně se práce zaměřuje na optimalizaci parametrů měření měkkých tkání pro femtosekundový a nanosekundový pulzní laser s různými vlnovými délkami na myších ledvinách, jakožto modelové matrice měkké tkáně. Následovala prvková analýza několika vzorků nejčastěji se vyskytujících typů rakoviny lidské kůže (maligní melanom, bazocelulární karcinom a spinocelulární karcinom) pomocí výše zmíněných analytických metod. Analýzou vzorků byly získány mapy prostorových distribucí biogenních prvků. Cílem práce je ukázat možnost využití nových analytických metod, které by neměly nahradit klasické histologické vyšetření, ale být například využívány pro předběžné vyšetření napadené tkáně nebo čistě jako pomocné techniky pro histology při diagnostice nádorů. Obě tyto metody by mohly do budoucna nabídnout kompletně nový pohled na diagnostiku rakoviny u měkkých tkání.
|
|
|
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.
|
|
|
Optimizing experimental parameters for LIBS analysis of hard tissues
Fazlić, Aida ; Kuchynka,, Michaela (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
This diploma thesis focused on the detection and analysis of heavy metals, particularly lead (Pb), in hard tissues using hydroxyapatite standards and laser-induced breakdown Spectroscopy (LIBS) instrumentation. The study utilized various laser wavelengths of 1064 nm, 532 nm, and 266 nm, as well as different laser configurations, including single-pulse (SP) LIBS and double-pulse (DP) LIBS in both orthogonal and collinear arrangements. The optimization of laser parameters such as wavelength, defocus, gate delay, interpulse delay, and energy was performed, with the signal-to-background ratio (SBR), limit of detection (LOD), and resolution corresponding to the diameter of the ablation crater serving as the basic parameters for determining the optimal combination of parameters. The findings of this study provide important insights into the optimal LIBS parameters for the detection and analysis of heavy metals in hard tissues, which can potentially have significant implications for medical research.
|
|
|
Prvková analýza měkkých tkání v parafínu metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu
Kopřivová, Hana ; Samek, Ota (oponent) ; Pořízka, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou měkkých tkání zalitých v parafínu pomocí metody spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS) a pomocí doplňkové techniky hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem s laserovou ablací (LA-ICP-MS). Konkrétně se práce zaměřuje na optimalizaci parametrů měření měkkých tkání pro femtosekundový a nanosekundový pulzní laser s různými vlnovými délkami na myších ledvinách, jakožto modelové matrice měkké tkáně. Následovala prvková analýza několika vzorků nejčastěji se vyskytujících typů rakoviny lidské kůže (maligní melanom, bazocelulární karcinom a spinocelulární karcinom) pomocí výše zmíněných analytických metod. Analýzou vzorků byly získány mapy prostorových distribucí biogenních prvků. Cílem práce je ukázat možnost využití nových analytických metod, které by neměly nahradit klasické histologické vyšetření, ale být například využívány pro předběžné vyšetření napadené tkáně nebo čistě jako pomocné techniky pro histology při diagnostice nádorů. Obě tyto metody by mohly do budoucna nabídnout kompletně nový pohled na diagnostiku rakoviny u měkkých tkání.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Module for the detection of light elements in ferrous alloys by the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy technique
Hrabal, Zdeněk ; Novotný, Karel (oponent) ; Novotný, Jan (vedoucí práce)
This diploma thesis' aim is an investigation of light elements (i.e. carbon, sulphur and phosphorus) in ferrous alloys using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS). The primary goal is both the development and implementation of the new module enabling an analysis of vacuum ultraviolet (VUV) radiation which is necessary for the steel analysis and also more applications of LIBS. The first part surveys the state-of-the-art approaches of optical emission spectroscopy (OES), as well as the overview of traditional techniques used for steel analyse. The theory concerning the absorption of VUV by the air and optical glasses has been also investigated in order to get the essential theoretical background for the development of the module. The experimental module was carried out prior to the final design in order to test the concept of the VUV analysis by LIBS. On the basis of this testing, the final design was proposed based on the unique wedge mechanism. The prototype was made up in cooperation with an external manufacturer and then the performances of the module were demonstrated by measurements of five certified steel standards. The experiments determined the limit of detection for carbon as 0.028 wt.%. Nevertheless, neither sulphur nor phosphorus were detected in any of studied sample. This thesis establishes the essential know-how for further investigation of the VUV-LIBS analysis in the Laboratory of laser spectroscopy in Brno.
|
host ::
RSS.