LASEROVÉ SVAZKY PRO OPTICKÉ MANIPULACE



Podobné dokumenty
Nová koncepční a konstrukční řešení pro zobrazení s PMS

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Kateřina Raichová. Materiál je publikován pod licencí Creative Commons.

Ú vod... I 7. In te rd is c ip lin á rn í p řís tu p k p ro b le m a tic e u m ír á n í a s m r t i...19 T h a n a to lo g ie...19

Demonstrační jednotka generátoru nedifrakčních svazků

/ P ře d m lu v a / Úvod / Vysoký krevn í tla k, definice, rozdělení, p rim árn í a sekundární h y p e r te n z e...

Ú v o d Úvod d o c h iru rg ic k é h o o š e tř o v a te ls tv í (R enáta Z eleníková)... 13

PODĚKOVÁNI K DRUHÉMU VYDÁNÍ...7 PŘEDMLUVA К PRVNÍMU VYDÁNI... 8 FARMAKOTERAPIE V OBDOBÍ TĚHOTENSTVÍ

Mikrovlny. Karolína Kopecká, Tomáš Pokorný, Jan Vondráček, Ondřej Skowronek, Ondřej Jelínek

Konstrukční varianty systému pro nekoherentní korelační zobrazení


SEZNAM PŘÍLOH. - technická zpráva - seznam souřadnic a výšek - místopisy - situace



1 Ú v o d M o b iliz a c e H o rn í k o n č e tin a IP k lo u b y D orzopalm ární p o s u n...

Zobrazování s využitím prostorového modulátoru světla

14/10/2015 Z Á K L A D N Í C E N Í K Z B O Ž Í Strana: 1

Vypracoval: Martin Paúr. 27. Června / 14

Seznam zkratek...9. Předm luva Nestrannost a nezávislost rozhodců v praxi českých s o u d ů...15

Obsah. Předm luva / п M o tto /13. G ra m a tic k é n á z v o s lo v í /15

Přehled n ejdůležitějších právních p ře d p is ů... II. P ře d m lu v a Ú v o d... 16

Obsah. P ře d m lu va...11

Ú v o d K ojení Energie / Tekutiny / Bílkoviny / Tuky / Vitamíny a minerály / Zakázané ovoce"

Úloha č. 8 Vlastnosti optických vláken a optické senzory

Ú v o d K o m u je u rč e n a t a t o k n ih a C o n a le z n e te v t é t o k n iz e T y p o g ra fic k é k o n v e n c e...



Úvod do zpracování obrazů. Petr Petyovský Miloslav Richter

P řed m lu va 11. P o u žitá sym b o lik a 13. I. Z á k la d y s ta v e b n í m e c h a n ik y - s ta tik y

Krajský úřad Zlínského kraje




Světlo jako elektromagnetické záření

Obsah. Slovo úvodem T o m á š T y l i O becné poznám ky. V la d im ír B e n e š s t H istorick é rem in isce n c e

Stojaté a částečně stojaté vlny

Elektřina a magnetismus UF/ Základy elektřiny a magnetismu UF/PA112

Laserový skenovací systém LORS vývoj a testování přesnosti

KONTROLA PŘESNOSTI VÝROBY S VYUŽITÍM MATLABU

Akustika. Rychlost zvukové vlny v v prostředí s hustotou ρ a modulem objemové pružnosti K

Společná laboratoř optiky. Skupina nelineární a kvantové optiky. Představení vypisovaných témat. bakalářských prací. prosinec 2011

ÚVOD DO PROBLEMATIKY PIV


Vlnění, optika a atomová fyzika (2. ročník)

1 Kupujeme a prodáváme automobil K upujem e n ové a u t o Finanční o tá z k y Technické o tá z k y... 15

Hologramy a holografie


Zaměření Pohony a výkonová elektronika. verze


Z OBRAZOVÉHO ZÁZNAMU. Jan HAVLÍK. Katedra teorie obvodů, Fakulta elektrotechnická

ANALÝZA MĚŘENÍ TVARU VLNOPLOCHY V OPTICE POMOCÍ MATLABU


Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011


Informatika včera, dnes - a zítra? 1. Přední stěna skříně počítače 4 Zadní stěna skříně 4


Pavel Cejnar. mff.cuni.cz. Ústav částicové a jaderné fyziky Matematicko-fyzikální fakulta University Karlovy v Praze


Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL

P řed m lu v a к d ru h ém u v y d á n í P řed m lu v a к českém u v y d á n í I. část - T E R A P IE Z U B N ÍH O K A Z U...

Optické měřicí 3D metody



Obsah. 2B Z áže hový m o to r o p ra vy pro váděné. ve v o z id le O b s a h Stupně o btížnosti Všeobecné ú d a je...


Optika v počítačovém vidění MPOV

ATEsystem s.r.o. Kamery pro průmyslové aplikace

O bsah 3. Úvod 9. Rovné postavení m užů a žen v právu Evropské unie 12

Measurement of fiber diameter by laser diffraction Měření průměru vláken pomocí laserové difrakce

Akademie múzických umění Fakulta filmová a televizní. Katedra filmové a televizní kamery. Ročník I. Magisterské studium


Karel Lemr. web: Karel Lemr Fotonové páry 1 / 26

Katedra fyzikální elektroniky. Jakub Kákona

Základní pojmy. Je násobkem zvětšení objektivu a okuláru

Obsah. Úvod Co je to generalizovaná úzkostná porucha Obavy a starosti, úzkost a strach...39

VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ


UNIVERZITY PALACKÉHO V OLOMOUCI. Katedra optiky. kvantových stavů fotonů


POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (II) (Bl) ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ ( 1S ) (51) lat Cl. 4 С 21 D 1/09

Světlo v multimódových optických vláknech

ATEsystem s.r.o. Kamery pro průmyslové aplikace. Vliv CCD snímače a optiky na kvalitu obrazu.


Mechanické účinky světla od slunečních plachetnic ke světelným motorům

STUDIUM HLADINOVÉHO ELEKTROSTATICKÉHO

Nedestruktivní defektoskopie

2.5.2 N ěm ecko 95 Z áv ěr k ap ito ly 96

Ukázka knihy z internetového knihkupectví




Technická specifikace


Struktura atomů a molekul


Obecná vlnová rovnice pro intenzitu elektrického pole Vlnová rovnice mimo oblast zdrojů pro obecný časový průběh veličin Vlnová rovnice mimo oblast

Zadávací dokumentace při vyhlášení výběrového řízení na dodávku testeru laserových dálkoměrů

1 Zadání. 2 Úvod. Název a číslo úlohy 6 - Dvouvlnové směšování ve fotorefraktivním materiálu a fázová konjugace. Měření provedli Marek Vlk Vypracoval

3.7 U z a v e n í a p lik a c í N a b í d k a S t a r t...7 9

V o zidla Me rc e de s -B e n z N G T (N AT U R A L G A S T E C HN O L O G Y )

TRANSMISNÍ ELEKTRONOVÁ MIKROSKOPIE

Transkript:

LASEROVÉ SVAZKY PRO OPTICKÉ MANIPULACE Katedra optiky, PřF UP 17. Listopadu 50, 772 07 Olomouc Řešitelé grantu MPO: Z. Bouchal, Z. Hradil, J. Řeháček, J. Wagner, I. Vyšín PGS studenti : R. Čelechovský, M. Ježek, V. Kollárová, T. Medřík

Zkoumané typy svazků: Nedifrakční svazky (vedení částic, akcelerace elektronů) Matice svazků (2D zachycení částic) Samozobrazení (3D zachycení částic) Vírové svazky (rotace částic) Smíšená vírová pole (ovladatelná rotace částic)

I. NEDIFRAKČNÍ SVAZKY Ideální svazky B ESSEL B EA M S ( c irc u la r c y lin d r ic a l c o o rd in a te s ) D iffe r e n tia l m e th o d s M A T H IE U B E A M S ( c irc u la r e lip tic a l c o o rd in a te s ) H om ogeneous (so u rc e fre e ) H e lm h o ltz e q u a tio n - οο PA R A B O L IC B E A M S ( c irc u la r p a r a b o lic a l c o o r d in a te s ) In te g ra l m e th o d s B E A M S O F A N A R B IT R A R Y SH A PE A N IN F IN IT E P R O PA G A T IO N R A N G E + οο

Realizovatelné (pseudo-nedifrakční) svazky D iffe re n tia l m e th o d s P a ra x ia l H e lm h o ltz e q u a tio n In te g ra l m e th o d s B ESSEL - G A U SS B EA M S ( c irc u la r c y lin d r ic a l c o o r d in a te s ) B E A M S O F A N A R B IT R A R Y SH A PE A F IN IT E P R O PA G A T IO N R A N G E

Geometrická představa nedifrakčních svazků k ψ k Interpretace: Nedifrakční svazek je superpozicí rovinných vln jejichž vlnové vektory tvoří kuželovou plochu. Důsledek: Amplitudy a relativní fáze mohou být libovolné. Existuje nekonečný počet nedifrakčních svazků

Vlastnosti pseudo-nedifrakčních svazků (nedosažitelné u konvenčních svazků) I. Ovladatelný dosah svazku. Dosah svazku může být prodloužen bez zvětšení stopy svazku Směr šíření Dosah svazku lze měnit geometrií experimentu

II. Stabilita svazku Pseudo-nedifrakční svazek je odolný proti amplitudovým a fázovým poruchám. Za překážkou se svazek samovolně obnoví do původního tvaru. Úhlové spektrum svazku Původní svazek Obnovený svazek k k Nepropustná překážka

II. Energetika svazku Hustota toku elektromagnetické energie (Poyntingův vektor): S = ST + SZ, ST. Z = 0, ST x Z = 0. Energetická podmínka nedifrakčního šíření světla: div ST = 0 Hladiny konstantního příčného toku jsou uzavřené Je přípustný spirální tok elmag. energie tra je k to rie to k u e le k tro m a g n e tic k é e n e rg ie (s v ě te ln é p a p rs k y ) E H S E... e le k tr ic k á in te n z ita H... m a g n e tic k á in te n z ita S... to k e le k tr o m a g n e tic k é e n e rg ie

EXPERIMENTÁLNÍ REALIZACE NEDIFRAKČNÍCH SVAZKŮ

POUŽITÍ AXIKONU Vytvořený svazek simulace LASER PROSTOROVÝ FILTR Objektiv 1 Svazek před filtrací AXIKON Objektiv 2 Svazek po filtraci experiment

POUŽITÍ PRSTENCOVÉHO FILTRU Vytvořený svazek simulace PROSTOROVÝ FILTR FOURIEROVSKÝ OBJEKTIV LASER experiment OBJEKTIV 1 OBJEKTIV 2 f

HOLOGRAFICKÁ METODA Vytvořený svazek FOURIEROVSKÝ PROSTOROVÝ OBJEKTIV FILTR PROSTOROVÝ HOLOGRAM FILTR LASER OBJEKTIV 1 OBJEKTIV 2 f f f f

PROSTOROVÁ MODULACE SVĚTLA AMPLITUDOVÝ MODULÁTOR (CRL OPTO 1024x768 pixelů)

POUŽITÍ AMPLITUDOVÉHO MODULÁTORU Detekovaná matice svazků (z = 2m) Prostorové spektrum 0-1 FČ I Amplitudový modulátor (CRL OPTO, 1024x768 pixels) +1-1 0 CCD kamera +1 (640x480 pixels) z He-Ne Laserový svazek Vypočtená matice svazků PC Počítačem generovaný hologram FČ II

IV. VÍROVÉ SVAZKY Vlastnosti: 1. Šroubovitá vlnoplocha s fázovou singularitou v centru víru (stoupání šroubovice mλ, kde m je topologický náboj). 4. V centru víru je nulová intenzita (vír je tmavý). 5. Spirální tok elektromagnetické energie. 6. Nenulový orbitální moment hybnosti.

Zviditelnění světelného víru Interference se sférickou vlnou + = spirální interferenční vzor Interference s rovinnou vlnou + = vidličkovitý interferenční vzor Trojice vírů nesená Gaussovským svazkem

EXPERIMENTÁLNÍ REALIZACE VÍROVÝCH SVAZKŮ: Prostorová modulace komplexní amplitudy Použití amplitudového modulátoru ( CRL OPTO 1024 x 768 pixels ) Použití fázového modulátoru ( Boulder 512 x 512 pixels)

S p a tia l spe c tru m CCD c a m e ra S LM C R L O P TO (6 40 x4 80 pix el s) (10 2 4x76 8 p ixe l s) D et e c ted a rray m=2 m=4 C o llim a te G au ssia n b e am m=1 m=3 H o l og ra m PC C a lcu l a te d arra y

He-Ne Laser Prostorový filtr Objektiv I Amplitudový modulátor Objektiv II

PROSTOROVÁ MODULACE SVĚTLA FÁZOVÝ MODULÁTOR (BOULDER 512 x 512 pixelů)

OPTICKÝ SYSTÉM S FÁZOVÝM MODULÁTOREM FÁZOVÝ MODULÁTOR (BOULDER 512 x 512 pixelů) λ/2 DESTIČKA KOLIMAČNÍ OPTIKA LASER FOURIEROVSKÝ OBJEKTIV CCD KAMERA

GERCHBERGŮV SAXTONŮV ALGORITMUS řídící fázová mapa vstupní intenzita I0 = U0 2 I0 exp(iϕ0) 1/2 U1 exp(iϕ1) I0 exp(iϕ1) 1/2 U2 exp(iϕ2) I01/2 exp(iϕ2) ϕ volné šíření z=z přímé šíření zpětné šíření přímé šíření zpětné šíření cílová intenzita I = V 2 I V0 exp(iφ0) 1. iterace I1/2 exp(iφ0) V1 exp(iφ1) 2. iterace I1/2 exp(iφ1)

POUŽITÍ GERCHBERGOVA SAXTONOVA ALGORITMU Cílová intenzita Fázová mapa Dosažená intenzita (po 12 iteracích)

SVAZKY VYTVOŘENÉ FÁZOVÝM MODULÁTOREM Nedifrakční Besselovský svazek 0. řádu

Nedifrakční Besselovský svazek 1. řádu

Nedifrakční Besselovský svazek 3. řádu

Prostředky pro řešení grantu MPO na KO PřF UP TEORETICKÉ ZÁZEMÍ: Metodika návrhu standardních optických systémů pro generaci nedifrakčních a vírových svazků makroskopických rozměrů. Metody pro 2D a 3D tvarování laserového záření. Návrh počítačem generovaných hologramů pro amplitudový prostorový modulátor (programy v prostředí MATLAB). Návrh fázové mapy pro fázový prostorový modulátor (programy v prostředí MATLAB). Optimalizace fáze pro dosažení cílového intenzitního profilu svazku (G-S algoritmus). Software pro numerickou simulaci činnosti amplitudového a fázového modulátoru.

EXPERIMENTÁLNÍ ZÁZEMÍ Standardní experimentální sestavy pro generaci nedifrakčních a vírových svazků (axikon, mezikruhový filtr, spirální maska). Realizace optimalizovaného systému pro amplitudovou modulaci. Realizace základní sestavy pro fázovou modulaci světla.