Konstrukční varianty systému pro nekoherentní korelační zobrazení

Podobné dokumenty
Zobrazování s využitím prostorového modulátoru světla

Nová koncepční a konstrukční řešení pro zobrazení s PMS

Využití principů singulární optiky a korelační holografie v optické mikroskopii

FRESNELOVA NEKOHERENTNÍ KORELAČNÍ HOLOGRAFIE (FINCH)

Centrum digitální optiky (TE ) Jaroslav Řeháček (PřF UP) řešitel

Holografie pro střední školy

Meo S-H: software pro kompletní diagnostiku intenzity a vlnoplochy

Analýza profilu povrchů pomocí interferometrie nízké koherence

VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ

FRESNELOVA NEKOHERENTNÍ KORELAČNÍ HOLOGRAFIE (FINCH)

Spektrometr pro měření Ramanovy optické aktivity: proč a jak. Optická sestava a využití motorizovaných jednotek.

- Ideálně koherentním světelným svazkem se rozumí elektromagnetické vlnění o stejné frekvenci, stejném směru kmitání a stejné fázi.

SLO/PGSZZ Státní doktorská zkouška Sdz Z/L. Povinně volitelné předměty 1 - jazyková průprava (statut bloku: B)

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

Optika a nanostruktury na KFE FJFI

C Mapy Kikuchiho linií 263. D Bodové difraktogramy 271. E Počítačové simulace pomocí programu JEMS 281. F Literatura pro další studium 289

LASEROVÉ SVAZKY PRO OPTICKÉ MANIPULACE

Frekvenční analýza optických zobrazovacích systémů

ANALÝZA MĚŘENÍ TVARU VLNOPLOCHY V OPTICE POMOCÍ MATLABU

VÝUKA OPTIKY V MATLABU. Antonín Mikš, Jiří Novák katedra fyziky, Fakulta stavební ČVUT v Praze

Optika pro mikroskopii materiálů I

Mikroskopické metody Přednáška č. 3. Základy mikroskopie. Kontrast ve světelném mikroskopu

Metody digitální holografické interferometrie ve fyzice dielektrik

Analýza a ověření metody měření indexu lomu vzduchu pro laserovou interferometrii

Problematika disertační práce a současný stav řešení

Fyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II

Bioimaging rostlinných buněk, CV.2

Aplikace III. příprava prostorových stavů světla. využití digitální holografie. výpočet hologramu. t A. U + U ref. optická rekonstrukce.

M I K R O S K O P I E

Praktikum školních pokusů 2

Recenzent prof. RNDr. Jan Peřina, DrSc.

Geometrická optika. Optické přístroje a soustavy. převážně jsou založeny na vzájemné interakci světelného pole s látkou nebo s jiným fyzikálním polem

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času

Mechanické účinky světla od slunečních plachetnic ke světelným motorům

Mikroskopie, zobrazovací technika. Studentská 1402/ Liberec 1 tel.: cxi.tul.cz

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Demonstrační jednotka generátoru nedifrakčních svazků

Technický boroskop zařízení na monitorování spalovacích procesů

KOHERENCÍ ŘÍZENÝ HOLOGRAFICKÝ MIKROSKOP

Pozorování Slunce s vysokým rozlišením. Michal Sobotka Astronomický ústav AV ČR, Ondřejov

FLUORESCENČNÍ ZOBRAZOVACÍ TECHNIKY V MULTIMODÁLNÍM HOLOGRAFICKÉM MIKROSKOPU

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav fyzikálního inženýrství

FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF PHYSICAL ENGINEERING

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Aplikace barevného vidění ve studiu elastohydrodynamického mazání

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 17. Optické vizualizační metody

Veřejná soutěž ve výzkumu, vývoji a inovacích vyhlášená v roce 2011, program CK - 1. výzva, 2. stupeň veřejné soutěže. Centrum digitální optiky

Návrh optické soustavy - Obecný postup

Ústav molekulární a translační medicíny LF UP holografický transmisní mikroskop

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

Mikroskopie a zobrazovací technika. Studentská 1402/ Liberec 1 tel.: cxi.tul.cz

Viková, M. : MIKROSKOPIE II Mikroskopie II M. Viková

Měření malé deformace předmětu pomocí metody korelace. polí koherenční zrnitosti

Simulace zpracování optické obrazové informace v Matlabu. Petr Páta, Miloš Klíma, Jaromír Schindler

Perspektiva simulačních a trenažérových technologií v AČR

Infor APS (Scheduling) Tomáš Hanáček

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ KOHERENCÍ ŘÍZENÝ HOLOGRAFICKÝ MIKROSKOP

KITTV PedF UK TÉMATA BAKALÁŘSKÝCH PRACÍ pro školní rok 2010/2011

Nové NIKON centrum excelence pro super-rezoluční mikroskopii v Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Příklady použití tenkých vrstev Jaromír Křepelka

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Abyste mohli dělat věci jinak, musíte je jinak i vidět Paul Allaire

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

OPTIMALIZACE PARAMETRŮ OPTICKÉ SOUSTAVY DIGITÁLNÍHO HOLOGRAFICKÉHO MIKROSKOPU PRO ODRAŽENÉ SVĚTLO.

Témata doktorského studia pro akademický rok 2011/2012

GENERACE NEW GENERATION OF COHERENCE-CONTROLLED HOLOGRAPHIC MICROSCOPE

Spektrální charakteristiky

MATLAB PRO PODPORU VÝUKY KOMUNIKAČNÍCH SYSTÉMŮ

Zadání disertační práce

Software pro analýzu transportu nosičů náboje u autoemisních katod

Základy mikroskopie. Úkoly měření: Použité přístroje a pomůcky: Základní pojmy, teoretický úvod: Úloha č. 10

Sylabus přednášky Kmity a vlny. Optika

Diplomová práce Prostředí pro programování pohybu manipulátorů

EXPERIMENTÁLNÍ METODA URČENÍ ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ OBJEKTIVU ANALAKTICKÉHO DALEKOHLEDU. A.Mikš 1, V.Obr 2

Aplikace barevného vidění při studiu elastohydrodynamického mazání

Aplikace spektroskopické reflektometrie při studiu elastohydrodynamického mazání

1. Teorie mikroskopových metod

RFID laboratoř Ing. Jan Gottfried, Ph.D.

z ), který je jejím Fourierovým obrazem. Naopak obrazová funkce g ( y, objeví v obrazové rovině bude Fourierovým obrazem funkce E(µ,ν).

Centrum kompetence automobilového průmyslu Josefa Božka - AutoSympo a Kolokvium Božek až , Roztoky -

Charakteristiky optického záření

POČÍTAČOVÁ SIMULACE VLIVU CHYB PENTAGONÁLNÍHO HRANOLU NA PŘESNOST MĚŘENÍ V GEODÉZII. A.Mikš 1, V.Obr 2

REALIZACE BAREVNÉHO KONTRASTU DEFEKTŮ V OPTICKÉ PROSTOVĚ-FREKVENČNÍ OBLASTI SPEKTRA

Soupravy pro měření útlumu optického vlákna přímou metodou

EXPERIMENTÁLNÍ A SIMULAČNÍ SADA ÚLOH Z FOTONIKY

Využití fotonických služeb e-infrastruktury pro přenos ultrastabilních optických frekvencí

Abyste mohli dělat věci jinak, musíte je jinak i vidět Paul Allaire

VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI DIFRAKČNÍCH JEVŮ V OPTICE

Přehled posledních experimentů skupiny kvantové a nelineární optiky v Olomouci

Komplexní soubor měření optických tras při nasazování vysokorychlostních systémů xwdm

MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis

Metody charakterizace

Výzkumné aktivity řešené na stáži v USA na PURDUE UNIVERSITY Laboratoř chladících systémů Michal Kotek

Úloha č.3 Interferometry a vlastnosti laserového záření

ÚSTAV FYZIKÁLNÍ BIOLOGIE JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH

Studium tenkých mazacích filmů spektroskopickou reflektometrií

Vlnové vlastnosti světla. Člověk a příroda Fyzika

3. Vlastnosti skla za normální teploty (mechanické, tepelné, optické, chemické, elektrické).

MATLAB GUI PRO MĚŘENÍ DEFORMACÍ DIGITÁLNÍ HOLOGRAFICKOU INTERFERENCÍ

Transkript:

Konstrukční varianty systému pro nekoherentní korelační zobrazení Technický seminář Centra digitální optiky Vedoucí balíčku (PB4): prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. Zpracoval: Petr Bouchal Řešitelské organizace:

Pracovní balíček Zobrazování s využitím PMS (PB4) Ideou balíčku je propojení principů klasické optiky a funkce prostorového modulátoru světla (PMS) s aplikacemi v digitální mikroskopii a průmyslové metrologii. PMS je dynamicky pracující optoelektronický prvek umožňující v reálném čase fázově nebo amplitudově modulovat dopadající záření. Cíle balíčku: vývoj mikroskopu využívajícího prostorové modulace světla k dosažení netradičních parametrů zobrazení rozvoj metod pokročilých holografických rekonstrukcí kvantitativní fáze využití PMS pro návrh nových interferometrických metod Milníky a dílčí cíle k 03/2013: výpočetní analýza a numerické simulace vedoucí k optimalizaci zobrazovacích systémů s PMS ukončení výzkumné etapy zaměřené na principy a techniky digitálního zobrazování, které jsou implementovány pomocí PMS shrnutí získaných poznatků do výzkumné zprávy

Výzkumná zpráva Výzkumná zpráva: Využití prostorového modulátoru světla v optickém zobrazení a interferometrii. Výzkumná zpráva je celkového rozsahu 50 stran a zabývá se zejména: srovnáním možností dostupných PMS za cílem výběru a nákupu nového PMS rešerší zobrazovacích technik využívajících PMS rešerší technik vhodných pro interferometrii a metrologii optických ploch shrnutím vlastního výzkumného přínosu Výsledky výzkumné zprávy: Výběr nového PMS Hamamatsu X10468 Nalezení hlavních trendů v oblasti zobrazovaní s PMS: -digitální holografie - korelační zobrazování - filtrace prostorového spektra -interferenční mikroskopie - kompenzace aberací Návrh vlastních možných směrů navazujícího postupu: - vytvoření multifunkčního systému s PMS - odstranění nutnosti vícenásobných záznamů v osové holografii - holografie v bílém světle bez redukce rozlišení

Výzkumná zpráva a její výsledky Jako nosná tématika zůstává metoda FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography) Optická holografie Optická část Klasická mikroskopie Prostorová modulace světla FINCH + Digitální záznam Numerická část Numerické metody rekonstrukce Digitální holografie Princip metody FINCH Návrhy vlastních tématických směrů: Návrh rozšíření stávající sestavy a možnost aplikováni metod spektrální filtrace, interferenční mikroskopie. Možnost odstranění PMS jednodušší systém s difraktivní maskou. Optimalizace rozlišení při použití širokopásmového osvětlení - koncepce koherencí indukované difrakce.

Výzkumná zpráva a její výsledky Návrh rozšíření stávající sestavy pro metodu FINCH. Přidání přizpůsobovací optiky: rozšíření zorného pole zachování rozlišení v celém zorném poli P. Bouchal, Z. Bouchal, J. Europ. Opt. Soc. 8, 13011,(2013). Obdoba sestavy pro filtraci prostorového spektra. Lze realizovat: Zernikeův kontrast, temné pole, spirální kontrast, DIC a jejich kombinace. zpřístupnění prostorového spektra zobrazovaného objektu C. Maurer et al., Laser Photonics, Rev. 5, No. 1, (2011). Rozšíření metody FINCH Wang et al., Opt. Express 19, 1016-1026, (2011). Při doplnění kondenzoru lze modifikovat na interferenční mikroskop. Biologická pozorování, kvantitativní vyhodnoceni fáze.

Výzkumná zpráva a její výsledky PMS lze v systému nahradit vhodně volenými difraktivními prvky. - filtrace prostorového spektra (možná mechanická výměna filtrů) X - digitální holografie - bez PMS nelze v jednocestném interferometru realizovat phase-shifting Řešení rotace vírové masky. FINCH zobrazení v reálném čase: Řešení záznam veškeré informace potřebné k rekonstrukci v jednom kroku. Dělení svazku difraktivní maskou: vytvoření referenční a signální vlny, rotace masky zprostředkovává fázové posuvy. Trvá nutnost provedení vícenásobného záznamu. Znemožňuje in-vivo a dynamická pozorovaní. hologramy zaznamenané v jediném kroku sesazení záznamů rekonstrukce hologramu

Optimalizace rozlišení systému Optimální konfigurace pro rozlišení ve FINCH zobrazeni byly odvozeny za předpokladu úzkého spektra a dokonalé časové koherence. PMS umožňuje minimalizovat rozdíl optický drah. Lze pracovat se světlem nízké časové koherence. Pro optimalizaci konfigurace je nutné zavedení adekvátního teoretického popisu.

Optimalizace rozlišení systému Experimentální ověření konceptu koherencí indukované difrakce. Teoretický průběh rozlišení pro uvedené šířky spektra. Hologramy bodového zdroje zaznamenané za podmínek (a-d) uvedených v grafu. Rekonstrukce USAF testu zaznamenaných za podmínek (a-d) uvedených v grafu. Výsledky byly prezentovány na dvou mezinárodních konferencích: P. Bouchal, Z. Bouchal, R. Chmelík, Image resolution in broadband correlation microscopy, Proc. Focus on Microscopy, Maastricht 2013, P. Bouchal, Z. Bouchal, R. Chmelík, Resolution Limits in Broadband Incoherent Correlation Imaging, Proc. Digital Holography and 3-D Imaging, Hawaii 2013. Výsledky jsou připravovány k publikaci.

Optimalizace rozlišení systému Koncept koherencí indukované difrakce provazuje geometrii systému s koherenčními vlastnostmi používaného záření. Otevření prostoru k optimalizaci systému vhodnou volbou jeho geometrického uspořádání. nalezení konfigurace s nulovým rozdílem optických drah rozlišení v korelačním zobrazení není limitováno šířkou spektra používaného záření nutnost kompenzace disperze Kompenzace disperze: navržení nedisperzního difraktivního prvku použití superchromatického objektivu návrh kompenzačního refrakčního prvku Rekonstrukce USAF testu zaznamenaných za podmínek (a-d) uvedených v grafu.

Závěrečné shrnutí Byly prováděny výpočetní a numerické analýzy vybraných zobrazovacích technik s PMS vyhodnocení rozdílu optických drah pro FINCH zobrazení zavedení konceptu koherencí indukované difrakce optimalizace rozlišení v širokopásmovém osvětlení. Experimentální ověření teoretických a numerických výsledků optimalizace velikosti zorného pole a zachování rozlišení v celém zorném poli optimalizace rozlišení ve vazbě na koherenční vlastnosti světla. Byla ukončena výzkumná etapa zaměřená na možnosti použití PMS v zobrazování výsledky byly shrnuty do výzkumné zprávy byly specifikovány hlavní trendy v oblasti zobrazování s PMS. Byly navrženy možnosti dalšího postupu návrh multifunkčního systému s PMS návrh jednoduchého systému s difraktivní maskou - phase-shifting v jednocestném interferometru pomocí rotace vírové masky - současný záznam více hologramů návrh nedisperzního systému.

Navazující dílčí cíle Návrh a optimalizace softwaru pro řízení PMS a vyčítání CCD (12/2013) - vytvoření uživatelského softwaru v prostředí LabView. Návrh rekonstrukčních algoritmů pro holografické zobrazení (12/2013) - testování nových postupů umožňujících zvýšení kvality obrazu - vývoj algoritmů pro holografické fázové zobrazení. Navazující dílčí cíle: Varianty experimentálních soustav pro zobrazení s využitím PMS (12/2014). Výběr a testování realizovatelných sestav (12/2014) - základní konfigurace s PMS - základní konfigurace s difraktivní maskou - základní konfigurace s rozšířením pro filtraci prostorového spektra a interferenční mikroskopii. Optimalizovaný návrh zobrazovacího systému pro mikroskopii (12/2014) - optimalizace technického řešení. Návrh a ověření funkce interferometru, který využívá PMS. Ověření možnosti použití PMS interferometru pro kontrolu optických prvků v Meoptě Přerov.

Děkuji za pozornost.