The article deals with the design of an optical system for the transformation of complicated light from laser diode bar into an optical fiber which can be used for fiber diode pumped lasers. The focus is on the simulation and analysis of inaccuracies in the manufacturing of optical elements by moulding, especially in the manufacturing of pressing moulds by an ultra-precise CNC machine and in the imperfect transfer of the shape from the mould to a glass element. and Článek se věnuje návrhu optické soustavy pro transformaci komplikovaného záření z laserové diody do optického vlákna použitelné pro vláknové diodou čerpané lasery. Zaměření je kladeno na simulace a analýzu nepřesností vzniklých při výrobě optických prvků pomocí lisování, zejména pak při výrobě lisovacích forem na ultrapřesném obráběcím stroji a při nedokonalém přenesení tvaru formy na výlisek.
Hyperspectral imaging as a tool for obtaining information about the world around us is rapidly developing field of modern technology. The desired information in such systems is obtained by processing ofstored spectral information of a measured scene. The main advantage of the hyperspectral systems is the use of a wide spectral range encompassing both the visible and adjacent spectral regions(primarily infrared). The main element in these systemsis a spectrally selective element which provides separation of the individual spectral components. This element can be based on number of physical principles, in this paper we will discuss the design and fabrication of a spectral element based on a diffraction grating. The main requirements for this system were: spectral division function for LWIR (7 mm - 14 mm), the highest possible efficiency in this spectral region with respect to the spectral emission of a black body with temperature 350 K, and avoidance of the restrictions given by the production. Design of the grating was done with the use of a scalar theory and the results were compared with RCWAand finite element method. Fabrication of the grating was carried out using single-point diamond turning. The grating was made of germanium. and Hyperspektrální zobrazování, jakožto nástroj pro získávání informací o světě kolem nás, je rychle se rozvíjející oblast moderní techniky. Požadovaná informace se v takových systémech získává zpracováním uložené spektrální informace z měřené scény. Jednou z výhod hyperspektrálního systému je užití širokého spektrální rozsahu obepínajícího jak viditelné, tak i přilehlé spektrální oblasti světla (především infračervenou). Hlavní prvek v těchto systémech je spektrálně selektivní člen zajišťující separaci jednotlivých spektrálních komponent. Tento člen může být založen na různých fyzikálních principech, v rámci tohoto příspěvku diskutujeme návrh a výrobu spektrálního elementu založeného na difrakční mřížce. Hlavní požadavky na tento systém jsou spektrálně selektivní funkce pro LWIR (7 mm - 14 mm), co možná nejvyšší účinnost v dané spektrální oblasti vzhledem k spektrálnímu vyzařování černého tělesa o teplotě 350 K a vyhnutí se omezení daných výrobou. Návrh mřížky vychází ze skalární teorie elektromagnetického pole a výsledek je porovnán s RCWA a metodou konečných prvků. Vlastní výroba mřížky se provedla jednobodovým diamantovým soustružením do germania.
This paper shows the comparison of a vibration measurement simultaneously performed with three different methods on the same sample. The aim of the paper is to experimentally prove the capability of a newly developed method for the measurement of vibrations with amplitudes in a nanometre range. The newly developed method is based on frequency shifted time averaged digital holographic interferometry combined with phase shifting and the phase averaging principle. The methods used as a bench mark are Doppler vibrometry performed with a commercial single point vibrometer and a single point interferometer in a Michelson construction which is improved with the lock in principle. The results have been compared and very good agreements between the results are shown. and Tento článek prezentuje výsledky měření amplitud vibrací provedených současně třemi různými metodami na stejném vzorku. Cílem tohoto článku je experimentálně prokázat správnost měření nově vyvinuté metody určené pro měření amplitud vibrací s nanometrovou velikostí. Metoda je založena na frekvenčním posunu časově středované digitální holografické interferometrie v kombinaci s principy fázového posuvu a průměrováním. Jako reference slouží komerční jednobodový vibrometr založený na Dopplerově principu a jednobodový Michelsonův interferometr pracující v lock-in režimu. V článku jsou porovnány výsledky měření, které dokládají spolehlivost nově vyvinuté metody.
In the paper the limit of grinded surface micro-roughness of brittle materials (optical glass) is experimentaly determined with regard to the ability to record and reconstruct the surface by digital holography with expected quality. Multiwavelength phase shifted digital holographic interferometry (holographic contouring) is used and its performance is examined in those test. Holographic contouring is great candidate for precise shape measurement technique which could be applied in optical element manufacturing process - mainly during the iterative process of generating. Selected artifact with different radii of the spherical (convex and concave) surface shapes were prepared with different micro roughness and its optical surfaces were recorded holographically in the designed setup. Two different measures were selected to help to estimate the quality of recording. First of them was the intensity profile of the reconstructed surface changing in connection with micro roughness decrease. The shape of the intensity profile develops as the surface is altering from strongly diffusive to almost specular. The second one was the correlation of recorded and reconstructed phases (surfaces shapes) where the recording was done with close wavelengths. The correlation function decreases in connection with the noise amount increase in the data. The preliminary results are displayed showing that the surface could be measured by multiwavelength holographic contouring up to very high quality of lapped surface - almost polished - nearly specular. On the other hand the application of holographic contouring to polished surface measurement is still challenging and remains unresolved even with the multidirection illumination. and Článek se zabývá stanovení dolního limitu mikrodrsnosti, který je významný z pohledu rekonstruovatelnosti povrchu při holografickém měření tvaru povrchu budoucích optických elementů. Limit je určen pro velmi jemně broušené, téměř lesklé povrchy realizované z optického skla. Povrch artefaktů je nasnímán na dvou odlišných, ale blízkých vlnových délkách holograficky a pro zvýšení přesnosti je využita metoda fázového posuvu. Získaná fáze, která může být zobrazena formou kontur, je měřítkem pro odhad limitu mikrodrsnosti. Holografické konturování je velmi perspektivní z pohledu jeho využití právě pro měření tvaru broušených povrchů,zejména během iteračního procesu generování. Byly vybrány artefakty (vzorky pro měření) s různými poloměry kulových (konvexních a konkávních) ploch. Vybrané artefakty byly postupně zpracovávány a byly získány povrchy s různou mikrodrsností v závislosti na použitém volném brusivu. Dva různé ''parametry'' byly vybrány jako míry pro odhad kvality záznamu. Prvníz nich je profil intenzity rekonstruovaného povrchu, ten se mění ve vazbě na vývoj mikrodrsnosti povrchu. Jako druhá míra byla zvolena korelace zaznamenaných a rekonstruovaných fází (sledovaná v celém povrchu), při záznamu provedeném blízkými vlnovými délkami. Korelační koeficient klesá s nárůstem množství šumu v datech. Prvotní výsledky ukazují, že povrch lapovaného elementu může být zaznamenán a rekonstruován v dostatečné kvalitě až do vysokého stupně prolapovanosti, kdy se povrch stává téměř leštěným.
Measurement of temperature field in moving fluids is connected with many difficulties. Usage of point temperature measurement methods, such as Constant Current Anemometry (CCA), is limited to frequencies up to 3 kHz. This frequency should be the limiting factor for using the CCA in fluid when fast change of temperature occurs. This shortcoming of CCA measurements should be overcome by using of optical methods such as Digital Holographic Interferometry (DHI). It is necessary to employ a special holographic setup with double sensitivity instead of the commonly used Mach-Zehnder type of holographic interferometer in order to obtain the parameters sufficient for the studied cases. This setup is not light efficient like the Mach-Zehnder type but has double sensitivity. The article also shows the method of synchronization and the method for phase averaging of the acquired data. The presented DHI is based on a modified Twymann-Green setup. and Obsahuje seznam literatury
The paper describes the single point diamond turning (SPDT) technology which represents possibility of ultraprecision machining with accuracy in fraction of wavelength in visible spectrum of light. The possibility of ultraprecision machining of different materials and freeform surfaces makes it demanded technology used for example in optical industry, where the technology serves for manufacturing of freeform metal mirrors, optical elements from plastic and some crystalline materials for infrared spectrum. and Článek pojednává o single point diamond turning (SPDT - bodové soustružení diamantem) technologii, která představuje velmi precizní možnost obrábění s přesností zlomků vlnové délky v oblasti viditelného spektra záření. Možnost obrábět libovolné tvary povrchů různých typů materiálů s velkou přesností z ní činí velmi žádanou technologii používanou např. v optickém průmyslu, kde slouží k výrobě obecných kovových zrcadel a optických prvků z plastů a některých krystalických materiálů pro infračervenou oblast spektra.
This paper presents the single point diamond turning (SPDT) technology combined with an ultrasound-assisted machining process. The connection of both technologies allows ultra precision machining of steel alloy, reaching optical surface quality without the necessity of post polishing. The paper outlines results achieved by machining of different steel alloys with low thermal expansion. and Tento článek pojednává o možnostech a výsledcích aplikace technologie single point diamond turning (SPDT) kombinované s ultrazvukovou asistencí při obrábění materiálů invar a superinvar. Kombinace SPDT s ultrazvukovou asistencí umožňuje dosažení optické kvality povrchu bez nutnosti následného leštění při velmi přesném obrábění kovových materiálů s vysokým podílem železa. Vysoce hladké povrchy nejsou standardní technologií SPDT dosažitelné např. u ocelí, především proto, že dochází k velké chemické interakci diamantového nástroje a uhlíku obsaženého v oceli. Materiály invar a superinvar svým nízkým koeficientem teplotní roztažnosti a velkou tepelnou vodivostí jsou ideálními kandidáty pro realizaci metrologických referenčních povrchů, což byla i hlavní motivace pro provedení výzkumu jejich obrobitelnosti. V článku jsou prezentovány výsledky, které byly dosaženy při obrábění invaru a superinvaru technologií SPDT s ultrazvukovou asistencí.
A digital holographic interferometry (DHI) for 3D measurement of temperature distributions in moving fluid is presented in this paper. The measurement uses digital holographic setup for measurement of a flow of fluid propagated through an orifice and tomographic approach for 3D reconstruction of the flow. The periodic character of the flow and synchronization between the digital camera and external trigger driving the phenomenon allows us to measure phenomena with much higher frequency when compared to frame rate of the digital camera. Furthermore one can capture a large number of the flow projections from different viewing directions which are later used for 3D tomographic reconstruction of the whole temperature field of the flow. The measurement results are verified and compared with hot wire method (CTA) in the paper. and Tento článek popisuje metodu digitální holografické interferometrie (DHI) pro 3D měření rozložení tepla v pohybující se tekutině. V experimentu je pomocí digitálního holografického uspořádání měřena teplota tekutiny proudící skrze otvor. Periodický charakter proudění spolu se synchronizací kamery a ovládání proudění umožňuje zaznamenat velké množství 2D projekcí proudu z různých směrů pozorování. Ty pak slouží jako vstupní data pro tomografickou rekonstrukci teplotního rozložení tekutiny. V článku jsou prezentovány výsledky měření a jejich verifikace pomocí drátkové metody CTA.
This paper presents the method for shape measurement by digital holography based on wavelength contouring. The method employs multiple measurements from different illumination directions followed by stitching of the individual measurements by leastsquare method. This approach is promising in measuring ofsteepersurface slopes more accurately. and Článek představuje metodu pro měření tvarů broušených ploch, která je založena na principu vícevlnné digitální holografie. Metoda využívá měření daného povrchu při osvětlení z několika různých směrů a následného složení dílčích měření pomocí metody nejmenších čtverců. Tato metoda umožňuje měřit rovinné, sférické, asférické i tzv. free-form tvary broušených povrchů s větší přesností v porovnání se standardními metodami holografického konturování.
RODES - Robust Hyperspectral Detection System is the next development stage for the detection of hazardous chemicals by spectral analysis in the infrared spectrum. The optical system is made up of many aspherical surfaces requiring high accuracy of fit within the opto-mechanical system. In order to store the optical elements in the mechanical parts, a new way of storage has been developed, which makes it easy to manufacture and ensures high storage accuracy. and Projekt RODES, neboli robustní hyperspektrální detekční systém, je další vývojový stupeň zařízení pro detekci nebezpečných chemických látek pomocí spektrální analýzy v infračervené oblasti spektra. Optická soustava systému je tvořena mnoha asférickými plochami, které vyžadují vysokou přesnost uložení v rámci optomechanického systému. Pro uložení optických prvků do mechanických dílů byl vyvinout nový způsob uložení, který umožňuje snadnou výrobu a zajišťuje vysokou přesnost uložení.