Behaviour of Objects in Structured Light Fields and Low Pressures

but.committeeprof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. Mgr. Tomáš Čižmár, Ph.D. (člen) Mgr. Oto Brzobohatý, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Jiří Petráček, Dr. (člen) doc. Ing. Ivan Richter, Dr. (člen)cs
but.defencePráce podává vysvětlení zesílení tažné síly působící na opticky svázané částice ve strukturovaném světelném poli, tzv. tažném svazku. Výsledky rozšiřují možnosti manipulace hmoty pomocí světla. Další oblastí, jíž se práce zabývá, je optická levitace částic ve vákuu. Je představena nová metodologie pro charakterizaci vlastností slabě nelinárního Duffingova oscilátoru, který je představován opticky levitovanou nanočásticí. Inovativní přístup má velký vědecký význam dokonce i za nízkých tlaků, kde nelinearita začíná hrát významnou roli.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programFyzikální a materiálové inženýrstvícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorZemánek, Pavelen
dc.contributor.authorFlajšmanová, Janaen
dc.contributor.refereeČižmár, Tomášen
dc.contributor.refereeMarago, Onofrioen
dc.date.created2021cs
dc.description.abstractStudium chování opticky zachycených částic nám umožňuje porozumět základním fyzikálním jevům plynoucím z interakce světla a hmoty. Předkládaná práce podává vysvětlení zesílení tažné síly působící na opticky svázané částice ve strukturovaném světelném poli, tzv. tažném svazku. Ukazujeme, že pohyb dvou opticky svázaných objektů v tažném svazku je silně závislý na jejich vzájemné vzdálenosti a prostorové orientaci, což rozšiřuje možnosti manipulace hmoty pomocí světla. Následně se práce zaměřuje na levitaci opticky zachycených částic ve vakuu. Představujeme novou metodologii na charakterizaci vlastností slabě nelinearního Duffingova oscilátoru reprezentovaného opticky levitující částicí. Metoda je založena na průměrování trajektorií s určitou počáteční pozicí ve fázovém prostoru sestávajícím z polohy a rychlosti částice a poskytuje informaci o parametrech oscilátoru přímo ze zaznamenaného pohybu. Náš inovativní postup je srovnán s běžně užívanou metodou založenou na analýze spektrální hustoty polohy částice a za využití numerických simulací ukazujeme její použitelnost i v nízkých tlacích, kde nelinearita hraje významnou roli.en
dc.description.abstractA deeper understanding of behaviour of optically trapped particles reveals underlying physical phenomena arising from the light-matter interaction. We present an explanation of the enhancement of the pulling force acting on optically bound particles in the structured optical field, so--called tractor beam. It is demonstrated that the motion of two optically bound objects in a tractor beam strongly depends on their mutual distance and spatial orientation, which adds an extra flexibility to our ability to control matter with light.\newline Subsequently, the thesis is focused on the optical levitation of a particle in a vacuum. We propose a novel methodology for a characterization of properties of a weakly nonlinear Duffing oscillator represented by an optically levitated nanoparticle. The method is based on averaging recorded trajectories with defined initial positions in the phase space of nanoparticle position and momentum and provides us with the oscillator parameters directly from the recorded motion. Our innovative approach is compared with the commonly used power--spectral--density fitting, and exploiting numerical simulations, we show its applicability even at lower pressures where the nonlinearity starts to play a~significant role.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationFLAJŠMANOVÁ, J. Behaviour of Objects in Structured Light Fields and Low Pressures [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.cs
dc.identifier.other129975cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/199606
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectoptické chytáníen
dc.subjectoptická pinzetaen
dc.subjecttažný svazeken
dc.subjectoptická vazbaen
dc.subjectholografická video mikroskopieen
dc.subjectoptická levitaceen
dc.subjectfázový portréten
dc.subjectDuffingův oscilátoren
dc.subjectnelinearitaen
dc.subjectoptical trappingcs
dc.subjectoptical tweezerscs
dc.subjecttractor beamcs
dc.subjectoptical bindingcs
dc.subjectholographic video microscopycs
dc.subjectoptical levitationcs
dc.subjectphase portraitcs
dc.subjectDuffing oscillatorcs
dc.subjectnonlinearitycs
dc.titleBehaviour of Objects in Structured Light Fields and Low Pressuresen
dc.title.alternativeBehaviour of Objects in Structured Light Fields and Low Pressurescs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2021-06-03cs
dcterms.modified2021-06-21-14:43:20cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid129975en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 14:44:14en
sync.item.modts2025.01.15 17:07:10en
thesis.disciplineFyzikální a materiálové inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav fyzikálního inženýrstvícs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
13.8 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
6.01 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-stanovisko skolitele_bez podpisu.pdf
Size:
346.75 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-stanovisko skolitele_bez podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-JanaFlajsmanova_PhD_assesment_prof. Cizmar_bez podpisu.pdf
Size:
844.21 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-JanaFlajsmanova_PhD_assesment_prof. Cizmar_bez podpisu.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Report_PhD_Jana_Flajsmanova_bez podpisu.pdf
Size:
1.23 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Report_PhD_Jana_Flajsmanova_bez podpisu.pdf
Collections