ÚFI/Studium fyz. inženýrství/Závěrečné práce/2000     

Diplomové práce zpracované v roce 2000

• ČÁP Jaroslav – Samoorganizované kvadratické nelineární optické jevy v optických vláknech. (Prof. Chmela)
  Úvodem je čtenář seznámen s objevem samoorganizovaných nelineárních jevů. Teoretická část obsahuje podrobný popis jednotlivých experimentů a v závislosti na chování dopantních center v optickém vlákně je popsáno formování mřížky nelineární kvadratické susceptibility, na které dochází ke generací druhé harmonické nebo poloviční frekvence. Teoretická část dále pojednává o fenomenologických modelech popisujících samoorganizované nelineární jevy. Je zde zmíněn Stolenův a Tomův orientační model, Díanovův fotovoltaícký model, Andersonův směrový fotoíonizační model, Chmelovy fenomenologické modely okamžité a kumulativní lokální odezvy a model, který popisuje formování mřížky nelineární kvadratické susceptibilíty jako kumulativní proces pomocí komplexní vytvořující funkce. U všech modelů je provedena diskuse. V praktické části je popsáno základní vybavení použité při experimentech a v rámci navazování laserového svazku do optického vlákna vyřešeny problémy vysokého optického výkonu, problém vyšších modů v laserovém svazku a v neposlední řadě též problém s polohováním a chlazením vstupního konce vlákna. Nakonec je navržena sestava, na které byl proveden první experiment vedoucí k samoorganizované generaci druhé harmonické 'frekvence v optickém vlákně. Bohužel jej nebylo možné vyhodnotit. Závěrem jsou uvedeny předpoklady a nutné materiální vybavení pro úspěšný experiment.

• FRANTA Pavel – Optické vlastnosti povrchů materiálů pro kryotechniku - minimalizace přenosu tepla zářením. (RNDr. Musilová)
  Diplomová práce se zabývá ujasněním pojmů popisujících radiační a optické vlastnosti povrchů užívaných v kryotechnice a přípravou experimentu, jehož cílem je měření pohltivosti a emisivity materiálů pro tepelné štíty pomocí kalorimetrické metody. Práce je především teoretického charakteru a podává pohled na zmiňovanou problematiku. V první části se práce zabývá veličinami popisující tepelné záření a uvádí publikovaná data emisivit pro různé druhy materiálů. V druhé části se diplomová práce zabývala vlivem kvality povrchu na vyzařovací charakteristiky těchto povrchů. Byly provedeny profilometrická měření na vzorcích technického hliníkového a měděného plechu. Tato experimentální data byla poté kvalitativně vyhodnocena za účelem stanovení vlivu drsností povrchů těchto materiálu na vyzařovací charakteristiky . Ve třetí části se práce zabývala využitelností známých teoretických přístupů (zonální metody) pro výpočet přenosu tepla zářením mezi měřícími deskami kalorimetru. Na závěr je uveden matematický dodatek týkající se odvození integrální rovnice přenosu tepla a její řešení pomocí zonální metody.

• HUDÁK Michal – Justážní prvky pro konfokální holografický mikroskop. (Doc. Harna)
  Diplomová práce se zabývá problematikou justážních prvků. Předkládá přehled některých provedení těchto prvků umožňujících velice přesné a jemné nastavování. Zabývá se principem a vývojem konfokálního holografického konfokálního mikroskopu. Obsahuje návrh částí zařízení pro prototyp tohoto mikroskopu. Konkrétně se jedná o justáž mikroobjektivu a zrcadla :pro referenční větev (včetně výkresové dokumentace) a experimentálního ověření funkce. Dále se zabývá technickým návrhem stolku pro tento holografický konfokální mikroskop, umožňující posuv vzorku v ose X Y Z.

• KOVÁČIK Lubomír – Rekonstrukce objektů z projekcí. (RNDr. Chmelík)
  Cílem diplomové práce bylo vypracování metodiky pro počítačovou rekonstrukci objektů ze sérií jejich projekcí využitím věty o Fourierově transformaci průmětu. K realizaci této metodiky bylo využito teoretických základů popsaných ve druhé kapitole diplomové práce. V úvodu třetí kapitoly je popsáno několik metod snímání objektů a z nich plynoucí vzájemné geometrické uspořádání projekcí, je také pojednáno o metodách zjišťování neznámé orientace projekcí. Velká pozornost je věnována digitalizaci snímků představujících vstupní data pro celý výpočet rekonstrukce, která může tato vstupní data znehodnotit efektem aliasingu. Stručně je uvedena metoda výpočtu diskrétní Fourierovy transformace. Jádrem diplomové práce je aproximace hodnot Fourierovy transformace celého objektu pomocí známých hodnot Fourierovy transformace projekcí. Jsou uvedeny podmínky pro vytvoření pravidelné mřížky ve Fourierově prostoru objektu a podrobně jsou diskutovány možnosti interpolace ve Fourierově prostoru objektu mezi Fourierovými transformacemi jednotlivých projekcí, přičemž je možno použít jak lokálních, tak globálních metod interpolace. Pro výpočet rekonstrukcí bylo nutno napsat počítačový program. Implementace interpolačních metod do programu je popsána ve čtvrté kapitole, kde jsou rovněž uvedeny výsledky rekonstrukcí některých dvojrozměrných objektů a jednoho trojrozměrného objektu. V dodatku jsou popsány vlastnosti mikrobiologických preparátů a jejich snímání pomocí elektronového mikroskopu, protože vytvořený program má ve finální podobě sloužit právě k jejich rekonstrukci.

• MALINA Radomír – Optická tomografie - návrh experimentu a interpretace interferogramů. (Prof. Liška)
  Tato práce se zabývá teoretickou studií vyhodnocování fázových objektů vícesměrovou holografickou interferometrií. Je rozdělena do šesti kapitol. První kapitola je věnována historickému úvodu. Druhá kapitola je věnována principům tomografie, Radonově transformaci, obsahuje také zmínku o rozdílech mezi rentgenovou a optickou tomografií. Následuje část věnovaná vizualizaci fázových objektů nejpoužívanějšími typy interferometrů a dva návrhy na experimentální sestavu, na kterých bychom v budoucnu chtěli vyzkoušet teoretické poznatky v praxi. Třetí kapitola se věnuje vlastnímu vyhodnocování interferogramů. Vyhodnocováním rozumíme výpočet změny tvaru vlnoplochy, který je způsoben přítomností fázového objektu v měřicím prostředí. Tato kapitola je spolu s následující stěžejním bodem v celé práci. Změnu fáze vlny ( tedy změnu tvaru vlnoplochy ) počítáme ve třetí kapitole pomocí funkce arctg, vypočtené hodnoty tedy leží na základním intervalu: +-Pi. Pro tomografickou rekonstrukci však potřebujeme průběh fáze spojitý. Navazováním jednotlivých spojitých úseků v průběhu fáze se zabývá čtvrtá kapitola. Pátá kapitola nastiňuje některé metody používané pro rekonstrukci z projekcí. U každé z metod jsou uvedeny předpoklady správné činnosti, požadavky na rozmístění projekcí a výpočetní nároky.

• PUKLICKÝ Kamil, Ing. – Endoreversibilní termodynamika termoelektrického generátoru. (RNDr. Mitvalský)
  Práce je pokusem o aplikaci endoreversibilní termodynamiky (ET) na systém, kterým prochází nevratné teplo. Systémem je termoelektrický generátor (TEG) umožňující přímou přeměnu tepla na elektrickou energii. TEG může sloužit také jako chladič nebo tepelné čerpadlo. ET vychází z jednoduchého, v praxi často dobře splněného předpokladu: okolí dodává teplo do uvažované soustavy nevratně, avšak soustava přeměňuje teplo na práci vratně (termoelektrické jevy). Nevratné procesy v TEG jsou vedení tepla a tvorba tepla na vnitřním elektrickém odporu TEG. Z naměřených parametrů TEG je pomocí ET vypočten jeho výkon a účinnost v závislosti na zátěži. V práci je řešeno vedení tepla TEG za zjednodušujícího předpokladu, že Thomsonův koeficient je konstantní. Výsledkem je, že polovina Jouleova a Thomsonova tepla vznikajícího v tělese TEG teče ve směru vzrůstu teploty a druhá polovina ve směru poklesu. Dále je vypočtena změna teplotního rozdílu na TEG při zapojení naprázdno a nakrátko. Přesné experimentální ověření změn teplotního rozdílu se ukázalo obtížně zvládnutelné. Nejlepší měření vykazují odchylky do 20%.

• ROSYPÁLEK Aleš – Kmitočtová analýza hluku v prostředí LABVIEW. (Doc. Doložílek)
  Cílem diplomové práce bylo vyvinout virtuální přístroj v programovém prostředí LabVIEW, který by analyzoval hluk v jednotlivých 1/3-oktávových pásmech a určil pro ně dobu dozvuku. K tomuto účelu byla vytvořena měřicí sestava skládající se z osobního počítače vybaveného měřicí kartou a prostředím LabVIEW , ze zvukoměru a z reproduktoru se zesilovačem. Pro výběr vhodné metodiky analýzy v matematickém programovém prostředí Mathcad. S využitím možností LabVIEW a výsledků modelových výpočtů byl vyvinut funkční přístroj, jenž generuje ve zkoumané místnosti hluk o charakteru bílého šumu, snímá časový průběh akustického tlaku, provádí jeho digitální filtraci s následnou analýzou a svoji činnost končí grafickou prezentací hodnot doby dozvuku v 1/3 oktávových pásmech.

• URBÁNEK Michal – Optické zařizení pro plošné in-situ monitorování homogenity tlouštěk tenkých vrstev. (RNDr. Spousta)
  Tématem této diplomové práce je návrh a konstrukce zařízení pro in situ plošné sledování homogenity optických parametrů tenkých vrstev metodou reflexní interferometrie. Plošného sledování je dosaženo měřením intenzity odraženého světla CCD kamerou na různých vlnových délkách vybraných interferenčními filtry . Nejvhodnější parametry teoretického modelu systému substrát - tenká vrstva se hledají minimalizací metodou nejmenších čtverců odchylky teoretické a experimentálně zjištěné hodnoty odrazivosti.