Detailed theoretical analysis of the shape measurement of optical surfaces based on light reflection on the measured surface is provided. Relations are given for computing the parameters of the reflected beam on the measured surface and its record on the light detector. Deflectometric equation is derived for oblique incident beam on the measured surface and the method of its solution are given. and Je uvedena podrobná teoretická analýza měření tvaru optických ploch na základě odrazu světla na měřené ploše. Jsou uvedeny vztahy pro výpočet parametrů paprsku odraženého na měřené ploše a jeho stopy na detektoru záření. Je odvozena deflektometrická rovnice pro šikmý dopad paprsku na měřenou plochu a způsob jejího řešení.
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.
V minulém roce jsme přinesli výňatek z pamětí brněnského fyzika Vladimíra Nováka. Nyní využíváme příležitosti ukázat v bloku textů věnovaných mikroskopům a mikroskopii pedagogické mistrovství Vladimíra Nováka a jeho učitele Čeňka Strouhala úryvkem z kapitoly o optických přístrojích, kterou Novák zpracoval podle Strouhalových a vlastních přednášek a novější literatury., Čeněk (Vincenc) Strouhal, Vladimír Novák. (V úvodu medailonky obou autorů.), and [Optika. Jednota českých mathematiků a fysiků, Praha 1919, s. 266-278]
The paper deals with a determination of fundamental parameters of spherical lenses. Novel, experimentally simple and undemanding method describes how to determine the inner parameters of a lens confined between two spherical surfaces. Using the derived formulae one can figure out the lens radii of curvature and its refractive index. Also an uncertainty analysis of calculated parameters is presented. and V článku je řešena problematika určení základních parametrů sférické čočky. Je uvedena nová, experimentálně jednoduchá a nenáročná metoda určení vnitřních parametrů čočky tvořené dvěma sférickými plochami. Pomocí odvozených vztahů je možno vypočítat poloměry křivosti a index lomu materiálu měřené čočky. Také je uveden rozbor nejistot vypočtených hodnot parametrů.
We demonstrate a microfluidic system that builds emulsion droplets of water in oil in one chip and provides continuous control of fluorescein concentration in the droplet and fluorescence detection by built in optical fiber. In this fluid flow chip water is mixed with an adjustable amount of fluorescein solution and injected into oil where emulsion droplets of uniform size are formed. Fluorescence from the droplets was detected directly on the chip using optical fibers. Such miniaturized chemical laboratory is useful for applications where chemical reactions or their products can be characterized by optical way. and Demonstrujeme mikrofluidní zařízení, které na jednom čipu vytváří emulzní kapénky vody v oleji s možností plynule měnit koncentraci fluoresceinu v kapénce a detekovat ji zakomponovaným optickým vláknem. V průtočném čipu se vodná fáze mísí s řízeným množstvím roztoku fluoresceinu a vstřikuje se do olejové fáze, kde vytváří kapénky sjednotnou velikostí. Fluorescence kapének byla detekována přímo na čipu optickými vlákny. Taková miniaturizovaná chemická laboratoř nachází uplatnění v aplikacích, kde je možné optickou cestou charakterizovat chemické reakce nebo detekovat jejich produkty.
Urban mobility, CO2 capture and storage, integrated photonics and smart systems for personalized health-care were the four themes of interdisciplinary symposium EU-US Frontiers of Engineering that was hold from 17 to 19 October 2016 at Aalto University near Helsinki, Finland. About 60 outstanding engineers from Europe and the USA around the age of 30-45 years were selected to attend the symposium. The photonics session was co-chaired by Pavel Peterka from the Institute of Photonics and Electronics of the Czech Academy of Sciences. and Doprava ve městě, problém CO2, fotonika a ''smart'' zdravotní péče byla čtyři témata mezioborového sympózia EU-US Frontiers of Engineering, které se konalo 17.-19. října 2016 na Aalto univerzitě nedaleko Helsinek ve Finsku. Účastnilo se ho na 60 vybraných inženýrů z Evropy a USA zhruba ve věku od 30 do 45 let. Fotonickou sekci měl za evropskou stranu na starosti Pavel Peterka z Ústavu fotoniky a elektroniky Akademie věd ČR.
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.