but.committee	prof. Ing. Jiří Švejcar, CSc. (předseda) prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Michal Kozubek, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (člen) prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Cílem DP doktoranda bylo navrhnout, zkonstruovat a experimentálně ověřit holografický mikroskop, jehož zobrazovací režim je řízen stupněm koherence osvětlení. Tento cíl doktorand v plné míře splnil.	cs
but.jazyk	čeština (Czech)
but.program	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Chmelík, Radim	cs
dc.contributor.author	Kolman, Pavel	cs
dc.contributor.referee	Křupka, Ivan	cs
dc.contributor.referee	Kozubek, Michal	cs
dc.date.created	2010	cs
dc.description.abstract	Byl navržen, zkonstruován a ověřen koherencí řízený transmisní holografický mikroskop (CCHM) s mimoosovým achromatickým a prostorově invariantním interferometrem s difrakčním děličem svazku. Tento interferometr umožňuje zobrazení světlem plošného, časově i prostorově nekoherentního zdroje. Mimoosové holografické zobrazení předmětu je zaznamenáno a numericky je fourierovskými metodami rekonstruována komplexní amplituda předmětové vlny, tedy její intenzita a fáze. Fázové zobrazení představuje rozdíl optických drah mezi předmětovou a referenční větví způsobený vloženým předmětem. Jde tedy o kvantitativní fázový kontrast. Intenzitní zobrazení je při osvětlení prostorově nekoherentním zdrojem ekvivalentní zobrazení rastrovacím konfokálním mikroskopem. Lze tedy zobrazovat předměty překryté rozptylující vrstvou nebo vnořené v rozptylujícím prostředí. Při současném použití prostorově a časově nekoherentního osvětlení jsou optické řezy tenčí než v případě konfokálního mikroskopu. K rekonstrukci zobrazení stačí jediný snímek hologramu, což zaručuje vysokou odolnost systému vůči rychlým změnám podmínek pozorování, zejména turbulencím okolního prostředí. Frekvence snímkování není omezena žádnou částí optické soustavy. Je omezena pouze rychlostí záznamového zařízení. Je tedy možné pozorování velmi rychlých dějů. V rámci koherenčního objemu lze mikroskop ex post numericky přeostřovat. Stupeň koherence osvětlení lze přizpůsobit charakteru vzorku a požadovaným vlastnostem zobrazení. Vyšší stupeň koherence osvětlení poskytuje možnost numerického přeostřování v osově rozsáhlejší oblasti. Omezení koherence tuto oblast zužuje a současně ztenčuje optický řez, potlačuje koherenční šum a umožňuje zobrazení pouze balistickým světlem. Kromě separace balistického světla umožňuje CCHM separovat také světlo difúzní. Paralelní holografický záznam obrazu v mnoha barvách v jediném okamžiku umožňuje v některých případech překonat destruktivní interferenci světla ve vzorku na některé vlnové délce a zachovat tím fázovou informaci z tohoto pozorovaného místa. Příčná rozlišovací schopnost odpovídá nekoherentnímu zobrazovacímu procesu a je dvojnásobná oproti rozlišovací schopnosti při koherentním osvětlení. Je popsáno optické uspořádání mikroskopu a jsou uvedeny podmínky, jejichž splněním se dosáhne achromatičnosti interferometru. Na základě zvolené metody rekonstrukce komplexní amplitudy zobrazení a na základě analýzy spektra prostorových frekvencí hologramu ve výstupní rovině interferometru je odvozena jedna z podmínek pro stanovení hustoty vrypů difrakčního děliče svazku. Je určena účinná spektrální propustnost mikroskopu, je pojednáno o vlivu vyšších difrakčních řádů na výsledné holografické zobrazení a o vlivu velikosti plošného zdroje na kontrast interferenčních proužků hologramu. Dále jsou odvozeny podmínky pro zvětšení a numerickou aperturu výstupního objektivu, je určena velikost zorného pole a ta je porovnána s běžným světelným mikroskopem. Součástí práce je výrobní výkresová dokumentace mikroskopu. Podrobně je popsán způsob nastavení všech optických prvků mikroskopu, a to jak v průběhu montáže, tak při běžném provozu při výměně objektivů. Na zobrazení modelových vzorků jsou demonstrovány a diskutovány vlastnosti holografického zobrazení.	cs
dc.description.abstract	ransmitted-light coherence-controlled holographic microscope (CCHM) based on an off-axis achromatic and space-invariant interferometer with a diffractive beamsplitter has been designed, constructed and tested. It is capable to image objects illuminated by light sources of arbitrary degree of temporal and spatial coherence. Off-axis image-plane hologram is recorded and the image complex amplitude (intensity and phase) is reconstructed numerically using fast Fourier transform algorithms. Phase image represents the optical path difference between the object and the reference arms caused by presence of an object. Therefore, it is a quantitative phase contrast image. Intensity image is confocal-like. Optical sectioning effect induced by an extended, spatial incoherent light source is equivalent to a conventional confocal image. CCHM is therefore capable to image objects under a diffusive layer or immersed in a turbid media. Spatial and temporal incoherence of illumination makes the optical sectioning effect stronger compared to a confocal imaging process. Object wave reconstruction from the only one recorded interference pattern ensures high resistance to vibrations and medium or ambience fluctuations. The frame rate is not limited by any component of the optical setup. Only the detector and computer speeds limit the frame rate. CCHM therefore allows observation of rapidly varying phenomena. CCHM makes the ex-post numerical refocusing possible within the coherence volume. Coherence degree of the light source in CCHM can be adapted to the object and to the required image properties. More coherent illumination provides wider range of numerical refocusing. On the other hand, a lower degree of coherence makes the optical sectioning stronger, i.e. the optical sections are thiner, it reduces coherence-noise and it makes it possible to separate the ballistic light. In addition to the ballistic light separation, CCHM enables us to separate the diffused light. Multi-colour-light	en
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	KOLMAN, P. Koherencí řízený holografický mikroskop [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2010.	cs
dc.identifier.other	34400	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/1245
dc.language.iso	cs	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	koherencí řízený holografický mikroskop	cs
dc.subject	mimoosový mřížkový achromatický interferometr	cs
dc.subject	kvantitativní fázový kontrast	cs
dc.subject	optické řezy	cs
dc.subject	zobrazení přes rozptylující prostředí	cs
dc.subject	separace balistického světla	cs
dc.subject	separace difúzního světla	cs
dc.subject	coherence-controlled holographic microscope	en
dc.subject	off-axis diffraction-grating achromatic interferometer	en
dc.subject	quantitative phase contrast imaging	en
dc.subject	optical sectioning	en
dc.subject	imaging through turbid media	en
dc.subject	ballistic light separation	en
dc.subject	diffused light separation	en
dc.title	Koherencí řízený holografický mikroskop	cs
dc.title.alternative	COHERENCE-CONTROLLED HOLOGRAPHIC MICROSCOPE	en
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2010-11-18	cs
dcterms.modified	2010-12-08-10:39:58	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	34400	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 13:33:56	en
sync.item.modts	2025.01.15 14:47:18	en
thesis.discipline	Fyzikální a materiálové inženýrství	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrství	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Koherencí řízený holografický mikroskop

Files

Original bundle

Collections