Sborník příspěvků multioborové konference LASER55alisi.isibrno.cz/upload/files/e-sbornik-la55.pdf · e 166 07; tel erových tec ém lze las e se pracov metrologi ců a je psán

Zámecký hotel Třešť, 21. října - 23. října 2015

Sborník příspěvků multioborové konference

LASER55

elektronická verze

Sborník příspěvků multioborové konference

LASER55

Zámecký hotel Třešť, 21. října – 23. října 2015

© 2015, Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i.

ISBN 978-80-87441-16-9

ÚVODNÍ SLOVO

Jedné specifické skupině lidí musí rok 2015 přinášet nefalšovanou radost. Ptáte se komu? Představte si dvě množiny. V té první jsou ti, kteří milují velkolepé oslavy a večírky, v té druhé zase fanoušci vědy, lidského poznání a revolučních objevů. Nacházíte-li se v průniku těchto dvou množin a máte-li dobrou paměť na historická data, pohled do kalendáře vám musel hned po Silvestru vyrazit dech. Nejen, že uplynulo 1000 let od vydání prvního významného vědeckého spisu o optice velkého arabského učence Alhazena, ale také 200 let od práce Augustina Fresnela v oblasti difrakce a vlnové povahy světla, 150 let od univerzálního popisu elektromagnetických vln Jamese Clerka Maxwella, 100 let od revoluční obecné teorie relativity Alberta Einsteina, 50 let od vynálezu optických vláken Charlese Kuen Kao a konečně 55 let od vynálezu našeho (ne tak starého) známého – laseru.

Doslova celý svět tak letos oslavuje vlnové délky v rozmezí 390 – 790 nm. Konference LASER 55 pak oslavuje ty uspořádané a ve fázi. Neoslavujme však technologii samotnou, ale vyzdvihněme především lidskou vynalézavost, odhodlání a schopnost spolupráce, které k těmto zásadním objevům vedly. Přál bych si, aby pro vás byl LASER 55 katalyzátorem kooperace a výměny poznatků a inovátorských myšlenek. Kdo ví, třeba zrovna ty vaše budou jednou slavit své kulaté výročí.

Děkujeme za vaši podporu.

V Brně dne 12. října 2015 Bohdan Růžička

a organizační tým

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

OBSAH

LASEROVÉ TECHNOLOGIE NA ČVUT 9

MOŽNOSTI PROGRAMOVÁNÍ LASEROVÉHO MIKROOBRÁBĚCÍHO CENTRA VEDOUCÍ K EFEKTIVNÍMU NASTAVENÍ PROCESŮ

10

DISTRIBUCE PŘESNÉ OPTICKÉ FREKVENCE A ČASU PO FOTONICKÝCH SÍTÍCH V ČESKÉ REPUBLICE

12

HOLOGRAFICKÁ MIKRO-ENDOSKOPIE 14

SOUŘADNICKOVÝ INTERFEROMETRICKÝ SYSTÉM PRO ODMĚŘOVÁNÍ POLOHY VZORKU ELEKTRONOVÉHO LITOGRAFU

16

60W CW THULIOVÝ VLÁKNOVÝ LASER PRO PRŮMYSLOVÉ A MEDICÍNSKÉ APLIKACE 18

OPTICKÉ DIAGNOSTICKÉ METODY V ENERGETICE 20

DIGITÁLNÍ SYNTEZÁTOR PRO KOMPENZACI DOPPLEROVA JEVU NA OPTICKÝCH TRASÁCH 22

ZAŘÍZENÍ PRO OPAKOVANÉ MĚŘENÍ VZDÁLENOSTI REFERENČNÍCH BODŮ 25

KOMPAKTNÍ ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ FLUORESCENCE OPTICKÝM VLÁKNEM V MIKROFLUIDNÍCH ČIPECH

27

SUPERCONTINUUM LASER PRO OPTICKOU KOHERENTNÍ TOMOGRAFII 29

VELKOPRŮMEROVÁ KOMPOZITNÍ LASEROVÁ ADAPTIVNÍ OPTIKA 30

AMPLITUDOVĚ FÁZOVÁ VORTEXOVÁ MASKA 32

VÝZKUM OPTICKÉ KOMUNIKACE VOLNÝM PROSTOREM 34

VYUŽITÍ TERMOGRAFIE PŘI APLIKACÍCH R&D 36

MEASUREMENT OF REAL-TIME GIGACYCLE FATIGUE THROUGH REAL-TIME INTERFEROMETRY 38

FILTRÁCIA MÓDOV FEMTOSEKUNDOVÉHO LASERU PRE METROLÓGIU DĹŽKY 40

42

44

HIGH POWER 2-COLOR PLASMA BASED THZ SOURCE FOR THZ-TDS

OPTOVLÁKNOVÉ SENZORY PRO JADERNOU ENERGETIKU

FEMTOSEKUNDOVÝ LASER SPIRIT ZCELA UNIKÁTNÍ A NOVÝ PROCES NAZVANÝ CLEARSHAPE™ 46

VYUŽITÍ ŠLÍROVÉ METODY PRO ZOBRAZENÍ PROUDĚNÍ V LASEROVÝCH TECHNOLOGIÍCH 47

KERR INDEX OF CYCLIC OLEFIN COPOLYMERS FOR THZ INDEX GUIDING 49

ABSORPTION CELLS BASED ON HC-PCF FIBERS 51

FREKVENČNÍ STABILIZACE LASEROVÉ DIODY PRACUJÍCÍ NA 633NM PRO METROLOGII DÉLEK 53

IODINE-FREQUENCY STABILIZED TELECOM LASER DIODE AT 515 NM 56

OPTICKY ZACHYCENÉ LADITELNÉ KAPÉNKOVÉ MIKROLASERY Z TEKUTÝCH KRYSTALŮ 58

APROXIMATIVNÍ ŘEŠENÍ DIFRAKČNÍ ÚLOHY PRO ŠÍŘENÍ GAUSSOVSKÉHO SVAZKU PO PRŮCHODU OPTICKOU SOUSTAVOU ZATÍŽENOU ABERACEMI

60

DÉLKOVÁ CHARAKTERIZACE PIEZOELEKTRICKÉHO MĚNIČE POMOCÍ FEMTOSEKUNDOVÉHO LASERU SE SYNCHRONIZACÍ MODŮ

62

SYSTÉM PRO BEZPEČNOST OSOB V LASEROVÉ HALE HILASE 64

DISTRIBUCE LASEROVÝCH SVAZKŮ V BUDOVĚ HILASE 67

SYNTÉZA HYBRIDNÍCH CU/AG NANOČÁSTIC LASEROVOU ABLACÍ V KAPALINĚ 69

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

OPTICAL CHARACTERIZATION OF NOVEL BENZOTIOPHENE DERIVATES 71

PŘECHOD ŠUM - SIGNÁL: ZISK ENERGIE ZE ŠUMU STUDOVANÝ POMOCÍ OPTICKÉ PINZETY 73

MODEL PLNĚ FOTONICKÉHO OPTICKÉHO PŘIJÍMAČE 75

NÁSOBENÍ FREKVENCÍ SYNCHRONNĚ ČERPANÉHO OPTICKÉHO PARAMETRICKÉHO OSCILÁTORU 77

SILOVÉ ÚČINKY LASEROVÝCH SVAZKŮ NA NESFÉRICKÉ ČÁSTICE 79

JMENNÝ REJSTŘÍK

PARTNEŘI A SPONZOŘI KONFERENCE

Mu

LA

JaFaTece-mtel.

Ob

Na pratecmělasevýrprů

Skuzařkon

Jed

- po- mpov

- ře- vr - sv a o

- te- po

VCpev Pří

ultioborová k

ASEROV

n Brajer,akulta strochnická 4, P

mail: J.Braje.: 736 288 6

bor:Výzkum

a Českém vyacovištích. Nhnologie oběření vlastnoerového zprrobních stroůmyslově do

upina Laserřízení, se zankrétní stroj

dná se zejmé

opisování - mikrofrézovávrchu kovů

ezání přesnýrtání malých

vařování ocobtížně svař

epelné zpracovlakování

CSVTT má vnolátkové N

spěvek byl

konference L

VÉ TEC

, Pavel Zeojní, ČVUPraha 6 - [email protected]

m, vývoj a a

ysokém učeNa Ústavu brábění, proostí zpracovracování. Nojů a zařízeostupných a

rových techabývá výzkujírenské apl

éna o násled

kovy, plastání, gravíroa keramiky

ých tvarů a h otvorů

elí, vybranýřitelných ma

cování slitinlaserem - tv

pro výše uvNd:YAG la

vytvořen za

ASER 55, 2

CHNOLO

eman, JiříUT v Prazejvice, PSČ

vut.cz;

aplikace las

ení technicktechnologie

ojektování avaných dílc

Nejrozsáhlejení, kde podaplikací lase

nologií ve Vumem, vývolikace.

dující techn

ty, sklo, kervání a leště

y

dílů

ých druhů pateriálů

n železa a hlvrdonávary

vedené techasery s maxi

a podpory p

1. října – 23.

OGIE N

í Stuchlíkze Č 166 07; tel

serových tec

kém lze lase se pracova metrologiců a je psánší výzkum d vedením eru.

VCSVTT, kojem a prak

nologie:

ramika ění

plastů

liníku

hnologie ve imálními vý

projektu SG

. října 2015,

NA ČVUT

k

l: 224 359 2

chnologií

serové technvníci zabýve je několik

na i disertačv laserovýcIng. Pavla

které je přidktickým upl

svých laborýstupními v

GS13/188/O

Zámecký ho

T V PRA

224;

nologie zkovají laserovýk projektů nní práce zam

ch technologZemana, P

družené k Úatněním las

ratořích k dvýkony 50 W

OHK2/3T/12

otel Třešť

AZE

oumat hnedým popisemna laserové aměřená na giích ale pro

Ph.D. se zko

Ústavu výrobserových tec

dispozici dvW a 550 W.

2.

d na několikm, na Ústavzpracovánínové metodovádí Ústavoumá většin

bních strojůchnologií pr

a

ka vu í a dy vu na

ů a ro

9

Mu

MMK

AdZČUncer PaHoDakoz

Ob

Tenmikkvaalgnasnárvedroz

ProMektepřípobrzab(obvyš

Pompokma

ultioborová k

MOŽNOSMIKROO

EFEKT

dam ČermČU Plzeň, Kniverzitní 22rmi89@kto.

avel Kožmofmeister s.raimlerova 9,zmin@hofm

bor: laserov

nto článek kroobráběcíality, preci

goritmů, kterstavení laseročnost mikdlejších čazeznávací ro

oblematikaezi hlavní neré mají vlipadě se práběného mbarvení, ktebr. 1 – vpršetřován vli

mocí této mkročilejší vaatice bude ch

konference L

STI PROOBRÁBĚTIVNÍM

mák Katedra techn2, 306 14 Pl.zcu.cz; ww

mín r.o., výroba , 301 00 Plzmeister.cz; w

vé mikroobr

se zabývá í centrum. Aiznosti polré zefektivňerových parkroobrábění asů v průbozhraní vč. j

a nastavenínevýhodu laiv na výsleoužívá vzo

materiálu s laeré indikujavo) je vidiv překrytí p

matice lze arianta, kterharakterizov

ASER 55, 2

OGRAMĚCÍHO CU NAST

nologie obrzeň

ww.kto.zcu.c

řezných názeň www.hofme

rábění

možnostmAby to moohování a ňují komplerametrů bya vyhodnoc

běhu polohjeho využití

í procesu maserového mednou interaorkování teaserovým pe dosaženodět rozdílnpulzů a rozte

Obrázek 1

testovat prá je umožňvána v přísp

1. října – 23.

MOVÁNÍCENTRATAVENÍ

rábění

cz

ástrojů

eister.cz

mi efektivníhžné dosáhn

výsledné etní nastavenyl vytvořen cení úběru mhování obrí a opakova

mikroobrábmikroobráběakci laserovestovaného paprskem. Nou hloubku

ná hloubka eče šrafová

1 Základní test

pouze 2 proňuje testovápěvku.

. října 2015,

Í LASERA VEDOÍ PROCE

ho nastavennout požado

opakovatení základnícmaticový

materiálu a robitelného atelnosti pro

bění ění patří vysvého paprsk

materiálu,Na obr. 1 -u mikroobr

úběru. Pomání na fináln

tování ablace m

oměnné, z tání 4 promě

Zámecký ho

ROVÉHOOUCÍ ESŮ

ní ablačníhované tvarovlnosti, byloch parametralgoritmus,drsnosti poprvku je

ocesu.

soký počet ku na obrá

které zjisvlevo je sc

robení. Dlemocí této j

ní hloubce.

materiálu

tohoto důvěnných lase

otel Třešť

O

ho procesu vé přesnosto nutné vrů. Pro účely, který sniž

ovrchu. Pro zde char

proměnnýcáběný materstí příslušncan matice 5e vyhodnocjednoduché

vodu byla nerových par

pro laserovti, povrchov

vytvořit řady efektivníhžuje časovominimaliza

rakterizován

ch parametrriál. V tom

nou interak5x5 v pseudceného graé matice b

navržena jerametrů. Ta

vé vé du ho ou aci no

rů, mto kci do fu yl

ejí ato

10

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

Možnosti Polohování Mikroobráběních Entit Další část příspěvku je věnována polohování mikroobráběných entit, které patří ke stěžejní části procesu mikroobrábění z důvodů velmi malých rozměrů (řády setin milimetrů) a velmi malé přípustné tolerance (řády mikrometrů). Správně zvolený způsob polohování snižuje vedlejší časy, zproduktivňuje výrobu a zvyšuje její opakovatelnost. Technicky jsou laserové mikroobráběcí stroje vybaveny kamerovými systémy s různým rozlišením umožňující polohování entit v rozdílných přesnostech. Polohování entit spočívá nejen v příslušné hardwarové konfiguraci, nýbrž také v konkrétním softwarovém řešení. V něm je možné v principu zvolit dva režimy polohování – manuální nebo automatické. Manuální nastavení polohy je vhodné pro prototypový charakter výroby. Po založení obrobku do pracovního prostoru laseru musí operátor většinou přes kamerové pole jemně nastavit polohu požadované entity. Výhodou jsou nízké nároky na programování, nevýhodou vysoké riziko chyby operátora. Automatické polohování je pokročilejší forma umísťování entit, kde je využito tzv. rozeznávacího rozhranní. Principem tohoto rozhranní je rozpoznání předem nadefinované geometrické kontury (hrana, rádius), která se následně nasnímá a datově zpracuje přes kamerový systém. Datové informace jsou nadále zpracovány v algoritmech, které určí průsečíky. Vypočítané průsečíky slouží jako výchozí body pro importování mikrogeometrických entit, dle kterých následně proběhne prostorová transformace finální polohy entity, jak znázorňuje následující procesní řetězec.

Tento způsob řešení klade vyšší nároky na programování algoritmů, ale výrazně zkracuje vedlejší časy při polohování a zcela eliminuje případné chybné polohování operátora. Transformace vložené entity je poté podle příslušného příkazu v algoritmu automaticky řešena v rámci procesu mikroobrábění. V závěru příspěvku jsou prezentovány praktické ukázky mikroobrobených entit včetně jejich vyhodnocení pomocí 3D skenovacího mikroskopu. Poděkování Tento příspěvek vznikl v rámci projektu SGS-2013-031: Výzkum a vývoj pro inovace v oboru strojírenská technologie-technologie obrábění. Další oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Mikroobrábění pomocí laseru tvarově složitých ploch u různých druhů materiálů (odladění laserového procesu s ohledem na geometrickou a tvarovou přesnost mikroobrábění)

Měření mikroobrobených entit nebo malých dílců (v řádech mm) s tvorbou metodiky měření a vyhodnocení velmi malých detailů (pod 1mm)

Rozeznání tvarů

(přímky, kružnice)

Algoritmus pro výpočet průsečíků

Rotace kamerového pole dle 

transformace

precisní import entity

11

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

DISTRIBUCE PŘESNÉ OPTICKÉ FREKVENCE A ČASU PO FOTONICKÝCH SÍTÍCH V ČESKÉ REPUBLICE

Ondřej Číp, Martin Čížek, Lenka Pravdová, Václav Hucl, Šimon Řeřucha, Jan Hrabina, Adam Lešundák, Břetislav Mikel a Josef Lazar Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., Královopolská 147, 61241 Brno, Česká Republika email: [email protected]

Josef Vojtěch a Vladimír Smotlacha CESNET, z. s. p. o., Zikova 4, 160 00 Praha 6

Obor: Měření a metrologie, fotonické sítě, normály času a frekvence, optické hodiny

Realizace jednotky času 1 sekunda i jednotky délky 1 metr je v současnosti založena na vysoce stabilních oscilátorech, pracujících buď v radiofrekvenční oblasti (řádově MHz až GHz) nebo v oblasti optických kmitočtů (stovky THz). Společným znakem těchto zdrojů je jejich mimořádná relativní stabilita generované frekvence, která začíná na hodnotách 10-12 pro Rb hodiny, následují Cs hodiny a optické normály stabilizované v parách čistých plynů se stabilitou 10-14, dále mikrovlnný H-maser se stabilitou 10-15. Nejvyšší stabilitu pak dosahují v radiofrekvenční oblasti Cs hodiny na principu atomové fontány (až 10-16) a v optické oblasti pak super koherentní lasery zachycené na kvantové přechody pohybově zchlazených iontů např. Yb+, Sr+, Ca+, Hg+ (relativní stabilita až 10-18), které nazýváme tzv. optické hodiny.

U stabilních zdrojů frekvence probíhá ověření jejich vysoké stability vzájemným porovnáním generovaných signálů pomocí celé řady technik, kdy nejběžnější jsou záznějová a fázová měření. V případě zdrojů s nižší stabilitou probíhá měření na tzv. metrologickém porovnávání v některé ze specializovaných laboratoří. Tehdy je vzdálenost mezi porovnávanými systémy maximálně jen několik metrů a problematika přenosu signálů mezi testovanými zdroji se neřeší, neboť má při těchto dispozičních délkách zanedbatelný vliv.

Zcela jiná situace je u optických hodin, které lze pro jejich komplikovanost převážet jen omezeně. Z těchto důvodů již několik let probíhá intenzivní výzkum v oblasti přenosu stabilních frekvencí pomocí optických vláken. Fotonický přenos dovoluje přenést zároveň nosnou optickou frekvenci, která je v současnosti generována právě pomocí super koherentních laserů. Další výhodou je skutečnost, že díky rozvoji komunikačních technologií pro Internet jsou nyní dobře propojena velká města i metropolitní sítě optickými vlákny, na kterých se provozuje tzv. hustý multiplex optických frekvencí (DWDM) umožňující přenášet paralelně mnoho optických signálů přes jednou vlákno v jeden okamžik.

Aby bylo možné přenášet optické frekvence přes běžné fotonické datové sítě, je nezbytné kompenzovat Dopplerovský posuv, který je ve vlákně indukován působením vnějších vlivů, jako jsou atmosférické změny prostředí a dále především vibrace. K tomuto účelu byla vyvinuta řada kompenzačních technik, které využívají vlastnost optického vlákna, a to možnost obousměrné komunikace po jednom vlákně [1]. Je-li jeden signál z bodu A do bodu B přenášen ve stejný okamžik jako druhý signál z bodu B do bodu A po jednom optickém vlákně, fázové zpoždění včetně Dopplerova posuvu se projeví na obou signálech stejně. Nechá-li se pak signál z bodu A do bodu B opět přenést zpět do bodu A, lze zjistit dvojnásobnou hodnotu fázového zpoždění mezi body A a B. V té chvíli máme jedinečnou možnost vysílaný signál fázově upravit ještě před jeho odesláním tak, aby vždy proběhl trasou za přesně definovaný časový okamžik. V tom je hlavní výhoda laserové vlny, neboť ta díky své koherenci dovoluje přímou interferenci vlny vyslané do přenosové trasy z bodu A s vlnou vrácenou z bodu B do bodu A.

12

Mu

SdrsesCE

Obr

Na DWprinDolze pulpouv pumlze z n

DruvlnJakizozávsmcha

Pod

AuMe

Lit

[1] R. Rev

ultioborová k

ružení CESstavilo obouESNET Prah

rázek 1. Schém

a této trase jWDM. Prvnncip recipr

opplerovskéh dodatečně lsů 1 pps obužity radiof

případě uzlumístěny trans

následně vnaměřených

uhou techniny pomocí ako normál ootopu acetyvěsu PLL m

měry. Jako karakterizace

děkování

utoři vyjadřuetodologický

teratura

S. Droste, Holzwarth,view Letter

konference L

SNET ve spusměrnou ha Zikova 6

ma fotonické s

e k dispozicní testy prorocity meziho posuvu odečíst z m

běma směryfrekvenční u ÚPT Brnsceivery CE

vyhodnotit ddat lze stan

ikou, která aktivní kon

optické frekvlenu. Pro k

mezi vlnou kompenzačne chování je

ují tímto poý výzkum k

F. Ozimek, Optical-Frrs, 111, 110

ASER 55, 2

olupráci s Úkomunikačn. Vyobrazen

sítě CESNET

ci několik vobíhají s při body A přímo, ale

měřených zy. Na každénormály ča

no jde o akESNET s FPdenní, týdennovit i vzáje

je nyní ve ntroly změnvence ÚPT kompenzaciodeslanou

ní prvek je dnotlivých

děkování zakoherentníh

, Th. Udemrequency T801, 2013

1. října – 23.

Ústavem příní trasu mní sítě je uv

s trasami pro

vyhrazenýchřenosem přa B. Tatoprovádí jeh

záznamů. Tém konci přasu. V přípktivní vodíPGA měřičnní a sezónnemnou stabi

výstavbě, jny fáze vlny

je použit sui Doppleroa vlnou připoužit aku

prvků soust

a podporu pho přenosu j

m, K. PredehTransfer ove

. října 2015,

ístrojové temezi uzly Úvedeno na O

o koherentní p

h obousměrnřesného čas technika ho přesné m

Technika je řenosové traadě uzlu Ckový masei periody puní výkyvy zilitu použitý

e již plnohy při jejím uper úzkopáovského posijatou, kteráustooptický tavy včetně

projektu Fone podporov

hl, T.W. Haer a Single

Zámecký ho

chniky AV ÚPT Brno

Obr. 1 (světle

přenos mezi Ú

ných kanálůsu, kde se sice nekom

měření, takžzaložena n

asy jsou proCESNET Prer (H-maserulsů 1 pps.

zpoždění a pých časovýc

odnotná kovysílání z Ú

ásmový lasesuvu je poá proběhla modulátor

ě jejich zpro

ndu rozvojeán GA ČR,

ansch, H. Sc-Span 1840

otel Třešť

V ČR v leteca hlavním

e modrá tra

ÚPT Brno a CE

ů díky nasazvyužívá v

mpenzuje pže detekovana zasílání o generaci sraha jde o r). V obouZ periodic

po odečteních normálů.

ompenzace ÚPT do uzer stabilizovoužita smyč

vláknovou r. V současnovoznění.

e CESNET, č. GA14-3

chnatz, G. G0 km Fiber

ch 2014-201m střediskeasa).

ESNET Praha

zení technikvýše zmíněnparazitní vlané zpožděperiodickýcsignálů 1 ppCs hodiny

u uzlech jsokých měření těchto údaj

fáze laserovzlu CESNETvaný v parácčka fázovéh

trasu oběmnosti probíh

č. 500/2016681G.

Grosche, anr Link,Phys

15 m

a.

ky ný liv ění ch ps a

ou ní, ajů

vé T. ch ho ma há

3.

nd sic

13

Mu

HO

To SchNeT: +E: tW:

Ob

Mivlázobale i flexkohjiž holredzobumprocentýkzáv

V szpřrigi

ultioborová k

OLOGR

omáš Čižm

hool of Sciethergate, DD+44 1382 3t.cizmar@d http://comp

bor: Kompl

niaturní áknové obrazování o i použití vprůmyslov

xibilní endoherentních více než 50

lografická dukovaný pbrazovacího

možní minimotože při jentrálního nekajících se važných one

současné dořístupnění téidní endosk

konference L

RAFICK

már

ence and EnD1 4HN, D84 507

dundee.ac.ukplexphotoni

exní fotonik

endoskopy optiky uorgánů uvn

v mnoha dalvých oblasoskopy vyuvláknových

0 let. Nová nmetoda u

průřez pozoo rozlišení. málně invasejich aplikaervového sutváření, u

emocnění n

obě existujíéto technol

kopy. Při jak

ASER 55, 2

KÁ MIKR

ngineering, UDundee, UK

k ics.dundee.a

ka

na prmožnily

nitř lidskéholších výzkumstech. Sou

užívají technh svazků znnedávno vy

umožnila zorovacích v

Tato novásivní pozoraci dojde jsystému můuchování i ervového sy

dvě důležiogie v lékakékoli defo

1. října – 23.

RO-END

University o

ac.uk

rincipu nejen

o těla, mných učasné nologii námou

yvinutá značně vláken (poá zařízení vrování přímen k minimůže tato mvyvoláván

ystému jako

itá omezeníařské praxi, ormaci hadic

. října 2015,

DOSKOP

of Dundee

d 100 μmvyužívající

mo uvnitř tkmálnímu pometoda přisní vzpomíneo je napříkla

í této technovýzkumu a

ce endoskop

Zámecký ho

PIE

m) a současpouze jednkání i těchoškození. Ppět k vyjasek, stejně tad Alzheime

ologie, ktera průmyslupu dojde ke

otel Třešť

sně i výrano multimoh nejcitlivějPři použití snění stěžetak i vznik

merova choro

rá stojí v ceu. Prvním jee změnám v

azné zlepšeodové vláknjších orgánve výzkum

ejních otázeku a rozvooba.

estě rychléme omezení nvlákny jaký

ení no

nů, mu ek

oje

mu na

ým

14

Mu

je Druele V pprona vypv dparna

Re1. ima2. PPh3. Ptim Da

ultioborová k

světlo vlákuhým probktronika vy

přednášce bokázaly, že

mnohem počítat cho

dynamickémralelizovanéúroveň přen

ference: Čižmár, T

aging, NatuPloeschner,otonics 9, 5Ploeschner,

me beam-sha

alší oblasti z

Optick Fotonik Hologr

konference L

knem vedenblémem je ykonávat a k

budou předsvětlo v opdelších vzd

ování světlam režimu eé GPU algornosu videa.

T. & Dholaure Commu, M. Tyc ,T529–535 (20 M., Straka

aping in mu

zájmu s nab

ké mikromanka v neusporafická prog

ASER 55, 2

no a v důslznačná ná

která značně

dstavena mptických vládálenostecha i v zakřivendoskopu. ritmy, které

akia, K., Eunications 3

T. & Čižmár015)

a, B., Dholaltimode fibr

bídkou spol

nipulační mořádaných pgramová pro

1. října – 23.

ledku pak káročnost výě zpomaluje

možná řešenáknech zachh než se dvených vlák

V přednášcé již nyní um

Exploiting m3, 1027 (20r, T., Seein

akia, K. & Čres, Optics

lupráce:

metody prostředíchostředí

. října 2015,

k poškozeníýpočetních e dosažiteln

ní obou těchovává uspodříve předpknech a takce bude dámožnují kon

multimode 012) ng through

Čižmár, T., Express 22

Zámecký ho

í pozorovanalgoritmů,

né výsledné

chto problémořádané a p

pokládalo. Tk zachovat ále představntrolu světla

waveguide

chaos in m

GPU accel2(3), 2933-2

otel Třešť

né obrazov, které muzobrazován

mů. Nové předpověditTo následn

t kvalitní zven toolboxa ve vláknec

es for pure

multimode fi

lerated tool2947 (2014)

vé informacusí kontrolní.

experimentelné chováně umožňuzobrazováníx využívajích zrychlit a

e fibre-base

bres, Natur

lbox for rea)

ce. lní

nty ání uje i ící až

ed

re

al-

15

Mu

SOODLI

MiÚstKráww

Ob

speVySemtecodmsto Ses

z dplotrysvakna Zvosmúhl

Or

v te

ultioborová k

OUŘADDMĚŘOITOGRA

iroslava Htav přístrojoálovopolská

ww.isibrno.c

bor: Kohere

Tento ektroskopickysoké učenmiconductohniky AVČměřovacíholu elektrono

stava interf

Uspořádiferenciálníochy k boduska litografkuové komonanometrovolili jsme u

měřovány dvlové odchyl

Obr. 1: Optrovinných zr

Konstrelekomunik

konference L

NICKOOVÁNÍ PAFU

Holá, Joseové technikyá 147 Brno cz

enční optika

projekt kých techní technické

or Czech repČR, v.v.i.. o systému, lového litogr

ferometru

ádání interfeího principu, který nejléfického sysory způsobevé úrovni, h

uspořádání, kva svazky a lky, obr. 1.

tické uspořárcadel umís

rukce intekační oblas

ASER 55, 2

VÝ INTPOLOH

ef Lazar, y AVČR, v612 64, tel.

a - Koherent

se nazýnik pro nané v Brně/Fpublic, s.r.oV rámci tohlaserového zrafu.

ferometru pru. Konceptépe představstému. Vztaené teplotníhrají tyto vlikteré respekv obou drah

ádání interfestěných nad

erferometru ti (= 155

1. října – 23.

TERFERHY VZOR

Martin Čv.v.i

: +420 541

tní lasery a

ývá „Platno a mikro

Fakulta stroo., Optagliohoto projekzdroje a de

ro měření pt diferenčn

avuje vztažnažení vůči ími a tlakovivy zásadní ktuje referen

ahách jsou u

ferometru prd sebou. Hor

svazky měř

je navr50 nm). P

. října 2015,

ROMETRRKU EL

Čížek, Šim

514 127, e-

interferome

tforma pootechnologiojního inžeo s.r.o., Tescktu pracujeetekční tech

polohy souřního měřeníné místo soutomuto bod

vými změnaroli. nční a měří

umístěny ko

ro diferenčnrní svazky přicí trasu.

ržena pro Předpokládá

Zámecký ho

RICKÝ LEKTRO

mon Řeřuc

-mail: hola@

etrie

okročilých ie“. Řešitelenýrství a can Brno, sme na návniky pro so

řadnicovéhoí předpokláustavy. Tímtdu účinně pami. Je-li cí

cí zrcadla noutové odraž

ní měření v jpředstavují r

infračervá se polovo

otel Třešť

SYSTÉMONOVÉ

cha a On

@isibrno.cz

mikroskolem tohotospoluřešite

s.r.o. a Ústavrhu interferouřadnicové

o stolu litogádá vztažen

mto bodem jepotlačí vlivílem rozliše

nad sebou, nažeče kompe

jedné ose oreferenční t

venou vlnodičový la

M PRO ÉHO

dřej Číp

z,

opických o projektu elé jsou Oav přístrojovrometrickéhé odměřová

grafu vychání referenče elektronovvy deformaení a přesno

na každé jsoenzující ma

drazem od trasu, dolní

ovou délkserový zdr

a je

ON vé ho ání

ází ní vá ací ost

ou alé

ku roj

16

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

s optovláknovým výstupem a rozvodem světla optickými vlákny. Laserový zdroj je klíčovou komponentou sestavy a jsou na něj kladeny nejvyšší nároky a to na spektrální vlastnosti, stabilitu optické frekvence, šířku spektrální čáry, frekvenční/fázový šum. Tyto všechny vlastnosti musí být při výběru a konstrukci laserového zdroje zohledněny. Poděkování Autorka vyjadřuje tímto poděkování za podporu projektům GA ČR, č. GB14-36681G, EMRP projektu IND58 6DoF financovanému společně zeměmi participujícími v EMRP v rámci EURAMET a Evropskou unií, TA ČR, projekty: TA02010711, TA0101995, TE01020233. Výzkumná infrastruktura byla podpořena MŠMT, projektem LO1212, CZ.1.05/2.1.00/01.0017, a Akademií věd České republiky, projektem RVO:68081731.

17

Mu

60PR

PaKaÚstCh+42

Ob

VlápevvynvláTíms aksicebývsva VýAVdopTASchv laaby

Oblas

HRgraodrdioslučozncladvidů

ultioborová k

0W CW RŮMYS

avel Honzašík, Pavetav fotonikyaberská 57,20 266 773

bor: vláknov

áknové lasevnolátkovýcnikající kvaákno a výstum se liší od ktivním proe mohou obvá mnohaviazku vysoký

ýzkum vláknV ČR, v. v. ipovanými v

A ČR, byl vyhéma laseruaboratornímy mohl být t

br.1. Schémaeru.

R-FBG – hating (Brarazivostí), LDdy), PSC čovač signál

načení použidding modeů.

konference L

THULIOSLOVÉ A

zátko, Filiel Koška ay a elektron, 18251, Pra431, honza

vé lasery pr

ery se prosazch laserů přalitě výstupnupní svazek DPSS (diod

ostředím ve bsahovat ve idové a slouý, tj. svazek

nových lasei. pokrývá š

vlákny [1-7]yvinut CW tu je na Obr. m uspořádántestován pro

a zapoje

high reflectaggovská mD1-6 – Lase- pump s

lu a čerpání,itého aktivníe stripper -

ASER 55, 2

OVÝ VLA MEDI

p Todoroa Ondřej

niky, Akademaha 8 - [email protected]

ro průmyslo

zují v průmedevším díkního svazkuse vyznaču

de pumped formě krystsvém obch

uží pouze prk není difrak

rů a optickýširoké spekt]. V rámci pthuliový vlá1. a charak

ní, bude po oo konkrétní

ení vlákn

tivity fiber mřížka s ver Diodes (laignal comb PLMA… –

ího vlákna, - zádrž pláš

1. října – 23.

LÁKNOICÍNSKÉ

ov, YauhePodrazkýmie věd ČRylisy, Českáz, www.ufe

ové a medic

myslu a mediky své vyso

u. Aktivním uje vysokousolid state) talů nebo te

hodním názvro přenos enkčně limitov

ých vláken ntrum problemprojektu THáknový lase

kteristika výoptimalizacprůmyslov

nového

Bragg vysokou aserové biner - – typové CMS - šťových

. října 2015,

VÝ LASÉ APLIK

en Baraveý

R, v.v.i. á republika.cz

ínské aplika

icíně a postuoké energeti

médiem vlu radiancí a p

laserů, kterenkých diskvu termín „vnergie. Radivaný.

na pracovišmatik, včetn

H01010997, er s maximáýstupního výci některýché, případně

Obr.2. Chav závislostZávislost vproložena l

Zámecký ho

SER PROKACE

ets, Pavel

ace

upně vytlačcké účinnosáknových laparametremrými se zpra

ků. Diodovévláknový“, iance je nízk

šti Ústavu foně výkonnýpodpořenéh

álním výstupýkonu na Obh jeho param

i medicínsk

arakteristikti na čerpacvýstupního vlineární funk

otel Třešť

O

Peterka,

čují jiné drusti, kompakaserů je jed

m kvality svavidla označ

é, diskové a avšak optická a parame

otoniky a elých laserů s ho programpním výkonbr. 2. Laser

metrů zapouké aplikace.

ka výstupnícím výkonu. výkonu na kcí PL=0.46*

Ivan

uhy ktnosti a novidové azku M2~1.čují lasery další lasery

cké vlákno etr kvality

lektroniky thuliem em Epsilon

nem 60 W. r, který je uzdřen, tak .

ího výkonu čerpacím je(Pp-10.2).

.

y

n

u

e

18

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

V současnosti jsou průmyslové výkonové vláknové lasery téměř výhradně založeny na ytterbiem dopovaných vláknech a generují záření v okolí vlnové délky 1 µm. Oproti tomu thuliem dopované vláknové lasery emitují záření s vlnovou délkou ~2 µm, v tzv. „oku bezpečné“ spektrální oblasti (>1.4 µm), kde díky absorpci ve vodě, je práh poškození sítnice lidského oka posunut až o 4 řády. Praktické výhody thuliem dopovaných vláknových laserů, oproti ytterbiovým, se v průmyslových aplikacích neomezují pouze nižšími nároky na zabezpečení laserového pracoviště, ale umožňují díky vysoké absorpci záření s vlnovou délkou ~2 µm také opracovávat širší škálu polymerních materiálů, včetně transparentních. Absence potřeby přidávání barviv do výchozího polymerního materiálu snižuje výrobní náklady a otevírá cestu k novým konstrukčním řešením a technologickým postupům. Příkladem může být proces laserového odstraňování vtoků u výlisků vyrobených moderní dvojvstřikovou technologií (automobilové reflektory apod.), kdy jsou do formy současně vstřikovány dva typy polymerů - transparentní a plněný barvivy. Jediný thuliový vláknový laser by nahradil oba lasery v dnes používaných laserových systémech, kdy transparentní plast se opracovává CO2 laserem a plast s barvivy se opracovává ytterbiovým vláknovým laserem. Thuliové vláknové laserové systémy přitahují pozornost nejen v průmyslových aplikacích ale také v senzorových aplikacích (chemická analýza – LIDAR systémy) a medicíně (fragmentace ledvinových kamenů nebo léčba benigní hyperplazie prostaty). Dále se používají pro čerpání holmiových vláknových laserů. Poděkování: Výzkum byl podpořen Technologickou agenturou České republiky v rámci programu Epsilon, projektem č. TH01010997 a Grantovou agenturou České republiky v rámci projektu GAP102 14-35256S. Literatura:

[1] P. Honzatko, Y. Baravets, F. Todorov, P. Peterka, and M. Becker, Coherently combined 20 W at 2000 nm from a pair of thulium-doped fiber lasers. Laser Phys. Lett. 10 (2013) 095104.

[2] P. Honzátko, P. Vojtisek, and B. Vitovec, Progress in thulium-doped fiber lasers and aplifiers. SPIE Proc. 8697 (2012) 86971J.

[3] P. Peterka, P. Honzatko, I. Kasik, J. Cajzl, and O. Podrazky, Thulium-doped optical fibers and components for fiber lasers in 2 µm spectral range (Invited). SPIE Proc. 9441 (2014) 94410B.

[4] P. Peterka, P. Honzátko, M. Becker, F. Todorov, M. Písařík, O. Podrazký, and I. Kašík, Monolithic Tm-Doped Fiber Laser at 1951 nm With Deep-UV Femtosecond-Induced FBG Pair. IEEE Photonics Technology Lett. 25/16 (2013) 1623-5.

[5] P. Peterka, P. Honzátko, I. Kašík, A. Michková, Fiber lasers. ed. Science around us (in Czech), Academia, 2014. (www.ufe.cz/sites/default/files/Media/vlaknove_lasery.pdf)

[6] P. Koska, Y. Baravets, P. Peterka, J. Bohata, and M. Pisarik, Mode-Field Adapter for Tapered-Fiber-Bundle Signal and Pump Combiners. Applied Optics 54/4 (2015) 751-6.

[7] P. Koška, P. Peterka, J. Aubrecht, O. Podrazký, F. Todorov, Y. Baravets, P. Honzátko, and Ivan Kašík, Enhanced pump absorption efficiency in coiled and twisted double-clad thulium-doped fibers. Advanced Solid State Lasers, paper ATu2A.23, Berlin, Germany, 4-9 October 2015.

19

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

OPTICKÉ DIAGNOSTICKÉ METODY V ENERGETICE

Jan Hrabina Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. Královopolská 147, 61264 Brno, email: [email protected]

Obor: laserová spektroskopie, interferometrie, speciální optovláknové prvky

Stoupající poptávka a spotřeba elektrické energie představuje závažný společenský problém. Každý typ zdroje elektřiny má své výhody i nevýhody, k optimálnímu pokrytí spotřeby elektrické energie je třeba využívat kombinace různých typů zdrojů. Hlavní zdroj elektrické energie v České republice představují uhelné elekrárny (podíl na celkově vyrobené elektřině >50%). Jejich hlavním negativním dopadem je tvorba škodlivých emisních látek vznikajících při spalování paliva. Ačkoliv již všechny uhelné elektrárny v ČR prošly v průběhu 90. let modernizací (odlučovače popílku, odsiřovací jednotky), je pro udržení jejich provozu třeba splňovat i stále se zpřísňující emisní normy na ostatní škodliviny (zejména oxidy dusíku, NOx). Oxidy dusíku vznikají hlavně při nedokonalém spalování a pro jejich redukci se dá využít metody optimalizace spalovacího procesu. Optimalizace spalování přináší kromě redukce emisí i velmi významnou finanční úsporu na spotřebovaném palivu, je třeba si uvědomit, že objemy spáleného paliva v uhelné elektrárně s instalovaným výkonem několika stovek MW dosahují mnoha tun uhlí za minutu. Poté i nepatrné zvýšení účinnosti v desetinách procent představuje ušetřené finanční prostředky v řádu milionů Kč. Mezi hlavní problémy při snaze optimalizace spalování uhlí je značně kolísající kvalita paliva (nutnost relativně rychlých akčních zásahů regulátoru) a nemožnost použití konvenčních analyzátorů prostředí uvnitř kotle (extrémní teploty). Běžné senzory nelze použít ani v prostoru komínu nad kotlem, kotel totiž běžně obsahuje větší množství hořáků a diagnostikou spalin na komínu nepoznáme, který z nich potřebuje regulační zásah (palivo se do kotle přivádí do spalovací komory ve formě prachu, který pak v prostoru kotle vytváří pohybující se hořící oblaky). K diagnostice spalovacího procesu lze nicméně využít některé bezkontaktní optické měřicí metody. Za hlavní diagnostický nástroj pro analýzu takového spalovacího procesu lze považovat metody laserové spektroskopie. Ty jsou založené na měření tvaru absorpčních sledovaných látek pomocí vhodně vybraných laserových zdrojů, ze kterých lze přímo zjistit koncentraci chemické látky. Ukazatelem kvality spalování je například úroveň koncentrace kyslíku, k jejíž analýze se využívají absorpční pásy O2 v regionu vlnových délek 760-770 nm. Rozložení teplotních polí ve spalovací komoře je pak analyzovatelné spektroskopickou detekcí disociace molekul vody, při které srovnáváme úrovně několika absorpčních spekter ve spektrální oblasti 1,1 až 2,0 m pomocí vhodných laserových zdrojů. Z poměru úrovní těchto spekter lze nejen tyto gradienty teplotních polí mapovat, ale zjistit i hodnoty teplot uvnitř komory. Samostatnou kapitolou je pak přímá spektroskopická detekce množství jednotlivých škodlivých látek. V případě použití vhodně navržené soustavy detekčních svazků monitorujících prostor nad všemi hořáky a analýzou naměřených dat je pak možno vyhodnocovat spalovací proces v celém kotli a pružně reagovat na jeho pracovní stav (regulace množství přiváděného paliva a kyslíku).

20

Mu

Opuvnoblsvépravyhkva Detnam UvMědiasna PodTenprospopodRV Da

ultioborová k

Zá

ptické metodnitř spalovalakem prostému zdroji.achových čhodnocovatadratním fo

tekce směruměřená rychl

vedené navrělník I. Byagnostiku spadno řídit.

děkování nto výzkumojekt IND58olu s MAEDdpořena M

VO:6808173

alší oblasti z

Návrh Frekve Lasero Lasero

konference L

áznam absorp

dy lze dáleací komorytorově rozp Z rozptylučástic, v kot rychlost a todetektore

u a rychlostilost je na úro

rhované meylo prokázápalovacího

m je podpo8 6DoF, TADI/MENES

MŠMT, pro31.

zájmu s nab

a realizace enční stabiliová interferoová spektros

ASER 55, 2

pčních spekt

využít i pry. Laserovýptylován a vu a odraženombinaci ssměr proudm, tak vyso

i pohybu provni 10 m/s).

etody byly no, že komprocesu a

ořen grantyA ČR, projSR, projekt:ojekty LO1

bídkou spol

referencí opizace laserů ometrie – mskopie

1. října – 23.

ter molekul v

ro detekci ý svazek jvychylovánného svazkus detekcí sdících částicokorychlostn

rachového o

prakticky mbinace těclze s jejím

y GA ČR, ekty: TA02: 7AMB14F1212, CZ.

lupráce:

ptických kmů multidimensi

. října 2015,

vody používa

směru a ryje při průcn, částečně u je pak msměrové výc. Snímání ní kamerou

oblaku uvnit

odzkoušenychto techni

využitím s

projekt GA2010711, TFR040/31171.05/2.1.00

mitočtů a las

ionální systé

Zámecký ho

aný k diagno

chlosti pohchodu pohyse na této p

možno usuzýchylky svobrazu je m.

tř kotle (sní

y na spalovk představuspalovací p

A14-36681GA0101995, 75QB. Infra/01.0017 a

serových sta

émy

otel Třešť

ostice teploty

hybu prachoybujícím sepřekážce od

zovat na vevazku je možno prov

ímky po 2

vací komořuje vhodný

procesy pod

G, EURAM TE010202astruktura pa AV ČR

andardů

y.

ových oblake prachovýdráží zpět kelikost a tvpoté možn

vádět jak víc

ms, výsledn

ře Elektrárný nástroj prdobného typ

MET, EMR233 a MŠMprojektu by

R, projekte

ků ým ke

var no ce

ná

ny ro pu

RP MT yla m

21

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

DIGITÁLNÍ SYNTEZÁTOR PRO KOMPENZACI DOPPLEROVA JEVU NA OPTICKÝCH TRASÁCH

Václav Hucl, Martin Čížek, Minh Tuan Pham, Lenka Pravdová, Ondřej Číp Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., oddělení koherenční optiky Královopolská 147, Brno, 612 64 +420 541 514 529 [email protected]

Obor: Interferometrie, vláknová optika, analogová a digitální elektronika, zpracování RF signálů, vlivy prostředí

Distribuce vysoce stabilních optických frekvencí po optovláknových trasách velice často naráží na problém, že stabilita optické frekvence laseru na vzdáleném konci trasy je degradována působením vnějších vlivů na vlákno [1]. Mění-li totiž vlákno vlivem změn teploty svoji délku, či je vystaveno vibracím, dochází k uplatnění Dopplerova jevu. Pro detekci a následnou kompenzaci Dopplerova jevu na optovláknových trasách je často používáno uspořádání, kdy takováto trasa tvoří měřicí rameno nevyváženého Michelsonova nebo Mach-Zehnderova interferometru. Jedná se o podobný princip, jaký je využíván i pro měření fázového šumu laserů [2]. Na Obr. 1 je příklad schematického uspořádání sestavy využívající Michelsonův interferometr. Optická frekvence laseru je po průchodu optickým cirkulátorem C1 a akustooptickým modulátorem AOM vysílána po optickém vlákně do místa příjmu. Zde je část laserového záření odbočena pro potřeby uživatele OUT a zbytek se vrací přes optický cirkulátor C2 stejnou trasou zpět do místa vysílání. Přenosové optické vlákno tak pracuje v režimu obousměrné komunikace.

Obr. 1: Princip kompenzace Dopplerova jevu v optovláknové trase. AOM – akustooptický modulátor; C1, C2 – cirkulátor; LP – dolní propust; PD – fotodetektor; PID – PID regulátor; VCO – napětím řízený oscilátor; fAOM – frekvence buzení AOM; fbeat – frekvence detekovaného zázněje; fRef – frekvence referenčního signálu pro fázový závěs; ε(t) – regulační odchylka. Za předpokladu, že je referenční rameno interferometru vůči měřicímu zanedbatelné délky, jsme sledováním změn interferenční fáze schopni kvantifikovat Dopplerovské posuvy optické frekvence, ke kterým dochází na optovláknové trase. V ideálním případě, kdy k žádným posuvům optické frekvence nedochází, a zároveň máme dokonale stabilní laser, je detekovaná interferenční fáze konstantní. Modulátorem AOM, který frekvenci procházejícího světla posouvá o frekvenci budícího signálu a vláknovým směšovačem 50/50 provádíme

22

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

heterodynní detekci interferenční fáze. V tomto případě je výstupem fotodetektoru PD napětí odpovídající vysokofrekvenčnímu (vf) harmonickému signálu (zázněji) o frekvenci rovné dvojnásobku frekvence referenčního harmonického signálu, kterým je buzen modulátor AOM. Interferenční fáze nesoucí informaci o Dopplerově posuvu potom odpovídá fázovému posunu mezi detekovaným záznějem na detektoru PD a signálem z napětím řízeného oscilátoru VCO, budícím AOM. Následně je možné vliv Dopplerova jevu v optickém vlákně kompenzovat změnami kmitočtu signálu VCO budícího AOM a působit tak proti posunům optické frekvence. Signál z výstupu směšovače je po úpravě dolní propustí použit jako regulační odchylka pro proporcionálně-integračně-derivační (PID) regulátor řídící frekvenci napětím řízeného oscilátoru VCO. V ustáleném stavu regulace je tak zázněj fázově zavěšen na referenční signál, změny frekvence signálu VCO působí proti Dopplerovským posuvům optické frekvence laseru v trase a na zmíněném výstupu OUT trasy je k dispozici laserový signál o stabilní optické frekvenci odpovídající přesně laseru na vstupu do celé trasy. Po elektronické stránce lze popsanou regulační smyčku realizovat čistě analogově, avšak je možno ale i přistoupit k digitálnímu řešení. V našem příspěvku popisujeme variantu elektronického zapojení na Obr. 2, kde je detekce fáze signálu z fotodetektoru prováděna analogově, PID regulace je prováděna digitálním signálovým procesorem (DSP) a VCO je nahrazen obvodem přímé digitální syntézy signálu (DDS) řízeným přes rychlé sériové komunikační rozhraní z DSP.

Obr. 2: Blokové schéma navrženého zapojení elektroniky pro stabilizaci optické linky, kde je analogový regulátor a napětím řízený oscilátor nahrazen digitálním signálovým procesorem a obvodem pro přímou digitální syntézu signálu. A – zesilovač; BP – pásmová propust; LP – dolní propust; DSP – digitální signálový procesor; ADC – analogově-digitální převodník; PID – regulátor realizovaný v softwaru DSP; SPI – rychlá sériová sběrnice; DDS - obvod pro přímou digitální syntézu signálu; CH 1,2 – výstupní kanály DDS; CAN – rozhraní sběrnice CAN. Předpokládáme opět Michelsonovo uspořádání interferometru. Nejdříve je signál z fotodetektoru PD přiveden na vstup IN, kde je následně vybrána užitečná část spektra se záznějem pomocí pásmové propusti BP v okolí frekvence 160 MHz. Tato frekvence odpovídá dvojnásobku budící frekvence fref = 80 MHz modulátoru AOM. Upravený signál je dále zesílen zesilovačem A se ziskem cca 25 dB a znovu filtrován pásmovou propustí BP. Ve směšovači je signál násoben referenčním signálem o stabilní frekvenci fref = 160 MHz generovaným kanálem CH2 obvodu digitální syntézy DDS. Výsledkem je demodulovaný signál, jehož nízkofrekvenční složka ε(t) je úměrná fázovému posunu vstupního IN a referenčního signálu fref. Ta je ze signálu oddělena dolní propustí LP a dále zpracovávána procesorem DSP. V obslužném softwaru DSP je realizován algoritmus digitálního PID kontroléru, který prostřednictvím rozhraní SPI řídí frekvenci fAOM signálu generovaného kanálem CH1 obvodu DDS, který budí akustooptický modulátor. Střední hodnota fAOM je 80 MHz, ta je pak dále korigována o hodnotu regulačního zásahu fPID[ε(t)], který působí proti Dopplerovskému posunu optické frekvence na optické trase.

23

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

Realizovaná elektronika je zdokumentována na Obr. 3. Vysokofrekvenční část zapojení je založena na modulech vyráběných firmou MiniCircuits, digitální signálový procesor je DSP 56F8365 od výrobce Freescale, obvod pro přímou digitální syntézu je typ AD9959 od výrobce Analog Devices.

Obr. 3: Fotografie realizované elektroniky. Levá část obsahuje analogové bloky pro zpracování radiofrekvenčního signálu (filtrace, zesílení a fázová detekce). V pravé části jsou desky s 4-kanálovým DDS obvodem AD 9959 a digitálním signálovým procesorem DSP 56F8365. Výhodou řešení využívajícího digitální zpracování a syntézu signálů je jeho variabilita a jasně matematicky definované parametry. Vzorkovací frekvence DDS může být odvozena od přesného radiofrekvenčního normálu, jako jsou např. GPS řízený stabilní oscilátor, rubidiové hodiny, H-maser apod. Obvod AD9959 dovoluje generovat 4 synchronně vzorkované signály v rozsahu 0 – 250 MHz. Námi realizované zapojení tak po nezbytné úpravě analogové části může pracovat i s jinými frekvencemi než 80 a 160 MHz uvedenými výše. Šířka pásma regulace pomocí DSP je až 100 kHz, což je hodnota dostačující pro kompenzaci většiny fluktuací optické frekvence způsobených především pomalými teplotními změnami nebo vibracemi v řádu max. jednotek kHz. Pro nastavování parametrů regulace a sledování činnosti obslužného softwaru procesoru je zařízení vybaveno rozhraním sběrnice CAN s protokolem CANopen, což umožňuje plnou vzdálenou správu systému. LITERATURA [1] Marra, G.; Margolis, H. S.; Richardson, D. J. Dissemination of an optical frequency comb over fiber

with 3 × 10−18 fractional accuracy, Opt. Express 20, 1775-1782 (2012) [2] Šmíd, R.; Čížek, M.; Mikel, B.; Číp, O. Frequency Noise Suppression of a Single Mode Laser with an

Unbalanced Fiber Interferometer for Subnanometer Interferometry. Sensors 2015, 15, 1342-1353. Poděkování Autor vyjadřuje tímto poděkování za podporu projektu GA ČR, č. GA14-36681G.

24

Mu

M

Pe1 Úrep2 Úww

Ob

Poptecstavzejukozalv mvzdmei něStápřepásobamělase JádměMikterozdal(koroz51 jso Pronavzajměi osbod Jakpovodrdvo1. P2. L

ultioborová k

MĚŘENÍ

etr JedličkÚstav přístrojpublika, wwÚstav geonikww.ugn.cas.

bor: Lasero

pisované zahniky AV vů horskéhména umělončení stavepenými

měřeném úsdálenosti, zechanické sěkolika let. ávající metoed každým smem vyžada referenčníěření velmi erem, které

drem systéměřič vzdálenkro-Epsilon

erý má dosahzlišení 0,1mlší parametrolem 1W), mzměry (210 mm) a hmou pro toto p

o montáž lidvrhli dvouosišťuje, že oěřicího lasersa montáže dem.

ko odražeč jvrchu je divrazila od eleou významnPodle intenzLidar měří z

konference L

VZDÁL

ka 1, Martojové technikww.isibrno.cky AV ČR, cz

ové měření v

ařízení vzni(UPT). Prao masivu ple vytvářenývby. Toto ocelovými eku díla síť

ze kterých ituaci i zm

oda měření jměřením juduje opakoví body. V p

komplikovby bylo spo

mu je lidarovosti od firmn, typ ILR1h 0,1 až 150

mm. Také jery jako spotřmechanickémm x 99 m

otnost (980 použití vhod

daru jsme sý závěs. Tesa svazku

ru, osa rotacprochází je

je použita lvergentní, kementu povných efektůzity odraženz jakéhokol

ASER 55, 2

LENOST

tin Čížek ky AV ČR,z v.v.i., Stude

vzdáleností

iklo ve spolacovníci UGpotřebují zjiých podzemměření se svorníkov

ť měřicích bse vypočít

měna distrib

je založena ustováno vvanou mechpřípadě špavané. Cílemolehlivější,

vý my

181, 0 m, eho řeba

mm x g)

dné.

en

ce edním

esklá kuličkkuželový. Z

vrchu koule,: ného světla i směru vžd

1. října – 23.

TI REFE1, Lubom v. v. i., Krá

entská 1768

í, lidar, geom

lupráci ÚstGN v rámciišťovat a m

mích prostorprovádí po

vými tyčembodů. Mezi jtává deform

buce napěťo

na používákalibračnímhanickou m

atně dostupnm výzkumurychlejší a j

ka z nerezoZpět do obj, který je ko

lze nastavitdy proti stře

. října 2015,

ERENČN

mír Staš 2,álovopolská

8, 708 00 O

mechanika.

tavu geoniki svého výz

měřit m.j. der jak při jejomocí sítě

mi se závitejednotlivýmmace díla, ového pole

ání speciálním rámu. Kamontáž odečných referenu bylo vyvjednodušší.

ové oceli. Svjektivu lidaolmý na sm

t směrováníedu koule.

Zámecký ho

NÍCH BO

Josef Maá 147, 612 6

Ostrava-Por

ky AV (UGNzkumu napěeformace a jich budová

referenčníem. Konce

mi body je pa následně

. Tato měř

ího komparaždé měřeníčítacího zařnčních bodůvinout meto

vazek laseruaru se vrátí ěr dopadu s

í lidaru.

otel Třešť

ODŮ

alík 2 64 Brno, Če

ruba, Česká

GN) a Ústavěťových a dzměny přir

ání, tak i dlích bodů re těchto svpotřeba opa

ně v závislření probíh

rovaného páí vzdálenosřízení a kondů (ve výškáodu využív

u odražený í ta část svěsvazku. Tím

eská

á republika,

vu přístrojovdeformačnícrozených, aouhodobě p

realizovanýcvorníků tvoakovaně měřosti na geo

hají v obdo

ásma, které sti takovýmnce pásma nách apod.) jvající měře

od kulovéhětla, která

m je dosažen

vé ch ale po ch oří řit o-bí

je mto

na je ní

ho se no

25

Mu

Po laseopa Naarenas Při V pa spDaMa

ZávZař(prpom PodDěv ha R Da

ultioborová k

započítání eru a středakovatelnos

astavení smetačního šrostavujeme p

měření je počítači běpočítá zákla

ata se ukládaatlab, Oo Ca

věr řízení bylo rodloužení umocí servom

děkování: kujeme za

horninovém RVO:6814553

alší oblasti z

Měřen Elektro

konference L

příslušnýchdem kulovéhst měření a d

ěru lidaru oubu. K jempodle intenz

lidar připoží vyhodnoadní statistiají ve formalc, apod.).

otestovánoupevňovací motorů a ka

a podporu prostředí a

3.

zájmu:

í vzdálenosonika pro m

ASER 55, 2

h délkovýchho odražečdalší matem

se provádí mnému naszity odražen

ojen k PC ocovací SWcké údaje p

mátu .CSV a

o a použito tyče, dopln

amery namo

projektůmvývoj meto

tí laserem měřicí systém

1. října – 23.

h korekcí ze a to pro

matické zpra

nahrubo pstavení slouného světla a

pomocí kaW, který kpotřebné proa finální zpr

při prvnícnění SW). Vontované na

m MPO-TIPodik pro po

my

. října 2015,

získáme vzdlibovolný

acování výs

přímým natuží mikrošroa rozptylu z

abelu, kterýkomunikuje o posouzeníracování pro

h měřeníchV dalším kroa objektiv lid

P FR-TI3/5suzování dl

Zámecký ho

dálenost mesměr měřenledků.

točením lidouby s pák

změřených h

ým se řeší s lidarem,

í správnostiobíhá jiným

h. Byly prooku je v plándaru.

79 Výzkumlouhodobé s

otel Třešť

ezi bodem rení. Toto je

daru rukou kovým převhodnot.

napájení i ukládá na

i měření přím programem

ovedeny droánu vyzkouš

m sdruženstability pod

rotace závěse zásadní pr

a dotaženívodem. Lid

komunikacaměřená daímo v terénm (Ms Exce

obné úpravšet směrová

ých procesdzemních d

su ro

m dar

ce. ata nu. el,

vy ání

sů děl

26

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

KOMPAKTNÍ ZAŘÍZENÍ PRO MĚŘENÍ FLUORESCENCE OPTICKÝM VLÁKNEM V MIKROFLUIDNÍCH ČIPECH

Jan Ježek, Zdeněk Pilát, Pavel Zemánek Optickémikromanipulačnítechniky,ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.Královopolská147,Brno61264Tel.: +420 541 514 282, E-mail: [email protected], WWW: http://www.isibrno.cz/omitec/

Obor:Vláknováoptika,laserovésystémy,mikrofluidníčipy,mikrokapénky,spektroskopie

V současné době mnoho chemických a biologických oborů využívá pro své pozorování různé formy spektroskopie. Jednou z nejrozšířenějších metod je fluorescenční spektroskopie. Mnoho biologických objektů je možné označit fluorescenční látkou a následným pozorováním a vyhodnocením emisních spekter se určuje např. rychlost reakcí, koncentrace daných látek, poloha označených struktur v objektu, atd. Zároveň se v posledních pěti letech se začaly bouřlivě rozvíjet mikrofluidní techniky, které využívají mikrofluidní platformy kanálků, kterými protéká nosná kapalina, která unáší kapénky o průměru od jednotek po desítky až stovky mikrometrů. Tyto kapénky nemísitelné s nosnou kapalinou slouží jako kapalné mikrokontejnery obsahující analyzovaný vzorek a nezbytné reagenty. Tyto kapénky lze, pomocí speciální mikrofluidních technik, dále dělit (paralelizace procesu bez navýšení množství vzorku a chemikálií), fúzovat kapénky s různým obsahem (řízené spouštění chemických reakcí), vysokou rychlostí měnit koncentrace reaktantů v kapénce (koncentrační gradienty), apod. V našem příspěvku představujeme zařízení, které kombinuje fluorescenční spektroskopii s vláknovou optikou. Zařízení umožňuje vysokou rychlostí (v řádu kHz) detekovat fluorescenční signál přicházející ze zkoumaného vzorku, do kterého lze vložit optické vlákno, např. z mikrokapénky proudící v mikrofluidním čipu, z kapaliny tekoucí průhlednou kapilárou, apod. Zařízení využívá laserovou diodu na vlnové délce vhodné k excitaci fluorescence, sadu filtrů pro excitační a emisní vlnovou délku, optiku pro fokusaci laserového záření do optického vlákna a vysoce citlivou rychlou fotodiodu pro detekci fluorescence.

    Obrázek 1: Vlevo - prototyp systému o vlnové délce 450 nm. Nahoře je laserový modul, před ním otočný filtr na regulaci prošlého výkonu, vlevo je žluté vlákno, do kterého je laserový svazek veden přes dichroické zrcadlo (uprostřed) a fokusační modul. Vpravo je umístěna lavinová dioda, která detekuje fluorescenci na delších vlnových délkách, která přichází přes optické vlákno. Vpravo – Kompaktní systém pro vlnovou délku 532 nm. Laser je uprostřed, nahoře je optické vlákno s kolimační čočkou, dole fotodioda s měřící kartou a mezi nimi dichroidní zrcadlo.

27

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

Naše sestava (viz. Obr. 1) je složena z laseru o vlnové délce 450nm, laser je odražen dichroidním zrcadlem odrážejícím vlnové délky kratší než 460 nm a fokusován do multimodového optického vlákna s jádrem o průměru 50 µm. Toto vlákno slouží jako excitační a zároveň i pro sběr emisního záření. Emisní signál je po průchodu filtrem zaostřen na lavinovou diody FirstSensor. Signál z lavinové diody je veden do zesilovače (OP177), A/D převodníku National Instruments a zpracován s využitím LabView Signal Express.

Toto zařízení jsme testovali na zjišťování koncentrace fluoresceinu ve vodních kapénkách nesených v oleji. Kapénky byly vygenerovány mikrofluidním čipem, který umožňoval plynulou změnu koncentrace fluoresceinu v kapénkách. Nad výstupní kanálek mikrofluidního čipu jsme vložili optické vlákno a detekovali jsme procházející kapénky. Ze záznamu ve spodní části obrázku 2 je zřetelný nárůst a pokles fluorescence, jak kapénka prochází pod vláknem. Při kontinuální změně koncentrace fluoresceinu v kapénce jsme byli schopni v reálném čase monitorovat změnu fluorescence a kvantifikovat jeho koncentraci. Nyní máme připravený systém osazený laserem o vlnové délce 532 nm, který bude sloužit na sledování chemických reakcích různě koncentrovaných látek s buněčnými strukturami nesenými v mikrokapénkách. Autoři děkují za podporu TAČR (TA03010642) a MŠMT a EC (LO1212, CZ.1.05/2.1.00/01.0017).Dalšíoblastizájmusnabídkouspolupráce:

Tvorba PDMS mikrofluidních systémů „soft litografií“ Optická pinzeta a její využití Návrh a konstrukce mechanických komponent pro optické systémy Ramanovská mikrospektroskopie Fotopolymerace mikrostruktur Digitální mikrofluidika

Obrázek 2: Kombinace záběru z CCD kamery na procházející kapénky v čipu a časový průběh fluorescence kapénky zaznamenaný lavinovou diodou pro systém s jedním optickým vláknem. Jasný modrý bod je svazek excitačního laseru.

28

Mu

SUKO

MaOpKři

Ob

Spopřenašsys V kohnynTatzob Opprolevinfowitbiretec Thoimato reqvar Ap

ultioborová k

UPERCOOHERE

artin KleptiXs, s.r.o. ivoklátská 3

bor: Optická

olečnost Opesnou metrošich pracovstému a kon

nedávné doherenční tomní našlo uplto technologbrazování.

ptical Coherovides real-vel resolutioformation frthin the samefringence hnology.

orlabs has daging resoluincrease ou

quirements, rying applic

pplication Ex

Art Conser

konference L

ONTINUENTNÍ T

čka

37, 199 00 P

á koherentn

ptiXs, s.r.o. ologii a vývníků je schnčící dlouho

obě došlo kmografie (Olatnění v biogie však mů

rence Tom-time, 1D don and mirom a sampmple. It can

contrast or

designed a butions, and ur ability to

we have dcations.

xamples

rvation D

Biology

ASER 55, 2

UUM LATOMOG

Praha 9 Tel.

ní tomografi

se zabývá zkum od phopna posk

odobou údrž

ke spolupráOCT) výsledo zobrazováůže najít up

mography (Odepth, 2D cillimeters ople based o

n provide rer functiona

broad rangespeeds, wh

o provide Odesigned a

Drug Coatings

Tissue Bire

1. října – 23.

ASER PRGRAFII

.: +420 607

ie s bílým la

komplexnímpředních svkytnout službou zařízen

áci firem Tdkem čehožání. platnění i v

OCT) is a cross-sectionof imagingon light baeal-time imaal blood flo

e of OCT imhile having OCT imagin

highly mo

3D Pro

efringence

. října 2015,

RO OPT

7 014 278 E-

aserem

mi dodávkavětových výužby začínaní a aplikačn

Thorlabs a ž je v mnoha

dalších obl

noninvasivnal, and 3D

g depth. Oackscatteredaging and iow imaging

maging systea compact

ng systems odular tech

ofiling

Mouse Lung

Zámecký ho

TICKOU

-mail: kleck

ami přístrojoýrobců. Díkající formouní podporou

NKT Phota ohledech

lastech nede

ve optical D volumetri

OCT imaged from diffeis capable og with opti

ems that covfootprint fothat meet

nology that

In-vivo

Retina

otel Třešť

U

[email protected]

ové technikky odbornýu poradensu.

tonics v obunikátní řeš

estruktivníh

imaging mric images wes consist ferent layersof being enhional exten

ver several or easy porteach custom

at can be o

Small

Cone Cells

cz

ky pro vysocm znalostetví, dodání

blasti optickšení, které j

ho testování

modality thwith micronof structurs of materihanced usinnsions to th

wavelengthtability. Alsmer’s uniqu

optimized fo

Animal

ce em m

ké iž

í a

hat n-ral ial ng he

hs, so, ue for

29

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

VELKOPRŮMĚROVÁ KOMPOZITNÍ LASEROVÁ ADAPTIVNÍ OPTIKA

Viliam Kmetík1, Bohumil Vítovec1, Lukáš Jiran1, 2, Šárka Němcová2, Josef Zicha2, Lenka Mikuličková3, Richard Pavlica3, Adolf Inneman4 1 Ústav fyziky plazmatu AVČR v.v.i., Za Slovankou 1782/3, 182 00 Praha 8 Tel.: (+420) 266 052 857, e-mail: [email protected], web: http://www.ipp.cas.cz/cz 2 Ústav přístrojové a řídicí techniky, FS ČVUT v Praze, 3 5M s.r.o., Kunovice, 4 Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o., Praha

Obor: Adaptivní Optika

Použití lehkých a pevných kompozitních materiálů pro bimorfní deformovatelné zrcadlo (BDM) umožnilo realizaci velkoprůměrové laserové adaptivní optiky. BDM bylo navrženo a modelováno s pomocí kompletní numerické simulace struktury vytvořené za tímto účelem a ověřené souborem měření a testů. Pro dosažení dostatečně velkého BDM byly vyvinuty

Obr. 1. Simulace BDM 300 mm Obr. 2. Realizované BDM 300 mm

Obr. 3. GUI originálního software pro řízení AO

30

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

nové technologie výroby pružného jádra, keramického aktuátoru a tenkostěnného zrcadla. Byl realizován unikátní vysokonapěťový multikanálový budič BDM a vytvořen originální systém řízení AO v programovém prostředí ControlWeb. Prototyp velkého BDM s kompozitním jádrem o průměru 300 mm s 61 elektrodami byl výroben a testován. Značné úsilí bylo věnováno vývoji a ověření vlastního numerického modelu pro simulaci a návrh struktury zrcadla realizované v programu Abacus. Pomocí tohoto modelu byly navržené jednotlivé komponenty BDM a též proběhla optimalizace BDM v plně integrované struktuře. Výstup simulace byl ověřován měřením na jednotlivých vzorcích zrcadel od jednoduchých modelů přes zmenšené modely finální architektury až po měření prototypu. Kontaktní měření bylo prováděno pomocí Taylor-Hobson profilometru a optické měření pomocí Shack-Hartman senzoru a holografické interferometrie. V laboratoři PALS bylo vybudováno testovací pracoviště velkoprůměrové adaptivní optiky s S-H senzorem a vlastním vyhodnocovacím software. Zde byl realizován kompletní AO systém s BDM a vlastním řízením. S použitím vlastního software WRC tento systém prokázal schopnost BDM vybudit jak fundamentální vlnoplochy, tak i volitelnou deformaci a umožnil též statickou i dynamickou korekci deformované vlnoplochy. Tato práce byla realizována s podporou TAČR v projektu TA01010878. Ústav fyziky plazmatu AVČR v.v.i., Praha (www.ipp.cas.cz) se věnuje nízko i vysokoteplotnímu plazmatu a podílí na výzkumu a vývoji řízené termojaderné fúze, využití elektrických výbojů, interakci plazmatu s jinými skupenstvími hmoty, likvidaci odpadů v proudu plazmatu, procesů plazmového stříkání. Součástí ÚFP je centrum pro ultrapřesnou a speciální optiku TOPTEC a laserový systém PALS uřčený pro generaci a výzkum vysokoparametrového laserového plazmatu. Ústav přístrojové a řídicí techniky, odbor Přesná mechanika a optika, Fakulta strojní Českého vysokého učení technického v Praze (control.fs.cvut.cz) zajišťuje výuku v akreditovaných oborech bakalářského, magisterského i doktorského studia Informační a automatizační technika, Optomechanika, Technická kybernetika a její pracovníci se podílí na výzkumu a vývoji v řadě řešených projektů jako např. Detekce axionů pomocí laserových experimentů, Mobilní měření, komprese a syntéza obrazu pro prostorově proměnnou odrazivost materiálů, Měřič rozložení tahu kovového pásu. 5M s.r.o., Kunovice (www.5m.cz ) podniká v oboru kompozitů a sendvičů, tj. materiálů a komponentů pro pokrokové a inovativní výrobky nebo aplikace. Zabývá se vývojem a výrobou těchto materiálů i konečných výrobků, kdy se orientuje především na speciální a náročné aplikace. Většina výrobků pochází z vlastního vývoje, příp. vychází ze spolupráce s výzkumnými ústavy nebo univerzitami. Rigaku Innovative Technologies Europe s.r.o., Praha (www.rigaku.com) je evropskou pobočkou firmy Rigaku Corporation a věnuje se designu, vývoji a výrobě rentgenových zdrojů, detektorů a optiky a dalších vědeckých produktů pro výzkum a průmysl.

31

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

AMPLITUDOVĚ FÁZOVÁ VORTEXOVÁ MASKA

Stanislav Krátký, Petr Meluzín, Michal Urbánek, Milan Matějka, Jana Chlumská, Miroslav Horáček, Vladimír Kolařík Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. Královopolská 147, Brno 541 514 525, [email protected], www.isibrno.cz, ebl.isibrno.cz

Obor: elektronová litografie, fotošablony

Problematiku fázových masek jsme prezentovali již na předchozích ročnících této konference: počítačem generované hologramy [1] a fázové masky pro přípravu vláken s Braggovými mřížkami [2]. V tomto příspěvku se zaměříme na prezentaci výsledků dosažených při přípravě skleněné masky pomocí elektronové litografie, která na jedné podložce kombinuje dvě části; amplitudovou část a fázovou část vortexové masky [3], [4]. Obě dvě části jsou připraveny elektronovou litografií. Popis funkčních optických vlastností realizované masky by byl značně nad rámec tohoto příspěvku, a proto se připravuje k samostatné publikaci. Na jedné pětipalcové skleněné podložce byla realizována sada několika masek různých variant (různé geometrické rozměry a různý fázový zdvih pro naladění na požadovanou vlnovou délku). Amplitudová část masky (dvě tenká propustná mezikruží, viz Obr. 1 vlevo) je připravena standardním postupem. Výchozí skleněná destička je pokovena opticky nepropustnou vrstvou chrómu a tenkou vrstvou elektronového rezistu (PMMA, tloušťka ~ 400 nm). Po provedení expozice a vyvolání rezistové (binární) masky se selektivně odstranila vrstva chrómu pomocí mokrého leptání. Současně s přípravou amplitudové části masky byly rovněž exponovány tenké rysky pro finální rozdělení podložky na jednotlivé optické prvky. A dále bylo nutné vytvořit registrační (soukrytovací) značky pro přesné pozicování druhé expozice. Před druhou expozicí byly odstraněny zbytky amplitudové rezistové masky a skleněná destička byla ovrstvena tlustou vrstvou rezistu (PMMA, tloušťka ~ 2500 nm), v níž bude realizována fázová část masky. Fázová část masky, dvě mezikruží s protisměrným fázovým zdvihem (viz Obr. 1 uprostřed), byla realizována přímo v rezistové vrstvě pomocí stupňovité (greyscale) litografie. Fázového zdvihu je dosaženo různou tloušťkou rezistu podél střední čáry daného mezikruží z. Potřebná změna tloušťky rezistu pro z-úrovňovou strukturu realizovanou na rozhraní vzduchu a prostředí s indexem lomu n1 je dána vztahem:

z

z

nnz

11

01

.

Konkrétně, například pro vlnovou délku = 632 nm, index lomu PMMA na této vlnové délce n1 = 1.489 a 64 úrovňovou strukturu dostaneme z = 1272 nm. Pro dosažení požadovaných hloubek struktury bylo podstatné jednak správné určení expozičních dávek a jednak přesné dodržení technologického postupu při selektivním rozpouštění rezistové vrstvy. Kromě variant masek uvedených v úvodu byly rovněž zkoušeny varianty s různým počtem úrovní: 8, 16, 32 a 64. Předběžná optická měření ukázala [4], že pro dosažení kvalitního výsledku není až tak podstatný počet úrovní struktury, ale přesnost naladění struktury na danou vlnovou délku, tedy přesnost procesu vyvolávání fázové masky a dosažení požadovaného hloubkového rozdílu. Ke druhé expozici ještě dodejme, že před vlastní expozicí bylo nutné zvodivění

32

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

povrchu rezistu tenkou kovovou vrstvou a odstranění této vrstvy před začátkem vyvolávání rezistu. Tato vrstva poněkud snížila kvalitu zobrazení registračních značek. Obr. 2 zachycuje celou skleněnou podložky po dokončení litografických operací. Na Obr. 3 je detail jedné z testovacích masek; barevná mezikruží představují interferenční barvy zbytkového rezistu fázové masky při rozdílném poloměru fázové a amplitudové části masky. Další využití amplitudově fázových masek může být například při přípravě difraktivních optických elementů resp. počítačem generovaných hologramů. Reference: [1] V. Kolařík, M. Matějka. Počítačem generované hologramy – CGH. Sborník

konference LASER52, str. 31, ISBN 978-80-87441-08-4. [2] S. Krátký, et al. Fázové masky vyrobené elektronovou litografií a iontovým leptáním

pro přípravu vláken s Braggovými mřížkami. Sborník konference LASER54, str. 31–32, ISBN 978-80-87441-13-8.

[3] M. Baránek, et al. Aberration resistant axial localization using a self-imaging of vortices. Opt Express. 2015 Jun 15;23(12):15316-31. doi: 10.1364/OE.23.015316.

[4] P. Bouchal, VUT v Brně, osobní komunikace.

Obr.1 Schéma masky (amplitudová část, fázová část a jejich kombinace)

Obr. 2 Sada masek na pětipalcové podložce Obr. 3 Detailní pohled na jednu zkušební masku (detaily v textu)

Poděkování: Autoři děkují Ing. Petru Bouchalovi z VUT v Brně za cenné konzultace a Dagmar Giričové za provedení fotodokumentace zhotovených masek. Práce byla finančně podpořena převážně z těchto zdrojů: projekt ALISI – MŠMT (LO1212) spolu s ES (ALISI č. CZ.1.05/2.1.00/01.0017), projekt AMISPEC – TAČR TE01020233, a institucionální podpora RVO:68081731.

33

Mu

VÝPR

ZdVyTecxbahttp

Ob

Frevidv avlnpře Sysve běž(EtV ooblvlázrahyg CeldoctrasplnFSOslu Opjedjemktena

ultioborová k

ÝZKUMROSTOR

deněk Kolysoké učení chnická 12,arci00@studp://www.ur

bor: Optické

ee-Space Oditelnost, katmosféře janových délenosových k

stémy FSO,veřejném s

žně dostupnthernet) prooblasti použlasti 1500 náknových zeaku. Z hledgienickými

losvětový vchází k posse. Proto se

ně fotonickéO. Nyní se

užby.

ptický spoj jdnotka je komné směroverá může býklasickou s

Experim

konference L

M OPTICREM

lka, Otaktechnické v 616 00 Brnd.feec.vutbr

rel.feec.vutb

é komunika

Optics (FSOkterá přenáako přenosovek jako u

kapacit a do

, jejichž vojsektoru na né spoje typo nasazení vžívaných vlnm z důvoesilovačů a diska omeznormami, d

vývoj vysokstupnému oe v současného systémujedná o jed

e rozdělen oncipovaná vání. Vysílanýt koncipováíť.

mentální FSO-

ASER 55, 2

CKÉ KO

kar Wilferv Brně, FEKno (tel.: 541r.cz, http://wbr.cz/OptaB

ace

O) je bezdší data povém médiu

vláknovýcokonce umo

jenské využpočátku depu bod-bodv městskýcnových dél

odu snadnějz důvodu vyzení cenoudosáhla klas

kokapacitnícodbouráváníé době výz

u FSO. Kondinou bezdrá

na vnitřní jjako optickný a přijímaána jako opt

IDU

1. října – 23.

OMUNIK

rt, Viera BKT, UREL 1146554, e-mwww.feec.v

Bro)

drátová tecomocí relat. Díky použch systémůžňuje použí

žití sahá přeevadesátýchd s přímou ch sítích k plek dochází ějšího dosayšších dovo

u dostupnýsická konstr

ch komunikí elektro-op

zkumný týmncept plně foátovou tech

ednotku (FSky transpareaný signál jticky transp

. října 2015,

KACE V

Biolková,

mail: {kolkvutbr.cz/UR

chnologie ptivně úzkýžití stejnýchů dosahujeít techniky W

ed druhou sh let minulé

viditelnostpřeklenutí vk postupné

ažení vyššícolených výkch laserovýrukce zaříze

kačních sítí nptické (E/O

m na URELotonické sítěhnologii, kte

SO-IDU) a entní. Obsahe veden opt

parentní neb

Instalace

Zámecký ho

VOLNÝM

Peter Ba

ka|wilfert|bioREL,

pro pozemých svazkůh základníche technologWDM.

větovou váého století. í s kapacitovzdáleností

ému přechodch vysílacíkonových úrých zdrojůení FSO své

nyní směřujO) konverze

FEKT VUě nabízí noverá je schop

vnější jednhuje pouze tickými vlák

bo jako E/O

FSO-ODU n

otel Třešť

M

arcík

olkova}@fe

mní spojeníů modulovah komponengie FSO s

álku, se zača V současnou 1 Gb/s n do několikdu od pásmích výkonůrovní s hledů, fyzikou ého limitu.

uje k plné foe signálu n

UT v Brně vvý pohled n

pna poskytn

notu (FSO-Oelektroniku

ákny do vnit převodník

na střeše budov

eec.vutbr.cz

í na přímoaného světntů a stejnýcsrovnatelnýc

aly objevovnosti jsou jnebo 10 Gbka kilometr

ma 850 nm dů za použidiska ochran

atmosféry

otonizaci, kdna přenosovvěnuje vývona technologout fotonick

ODU). Vněju pro hrubétřní jednotkpro připoje

vy FEKT

z,

ou tla ch ch

vat iž

b/s rů. do ití ny

a

dy vé oji gii ké

jší é a ky, ní

34

Mu

Progigmězesfotos út Exppoumic12

Exptypvadpřijele Výjeduví PopSouvln Da

ultioborová k

o testovací gabitový traěření chybosilovačem (odiody mátlumem až 5

perimentálnužívané i pcrosteppinga budovu M

perimentálnpu Cassegradou ve srovjímacího tuktronika, kt

ývojové prádnomódovéhítá případno

psané výzkuubor prvků p

n v atmosféř

alší oblasti z

Modelčasové

Vývoj Genero Měřen

atmosf Praktic

konference L

účely bylansceiver novosti. Vý(EDFA) naá prahovou50dB.

ní jednotkapro jiné ty

g s krokem nMendelovy u

ní jednotka ain s průměnání s ceno

ubusu jsou terá zajišťuj

áce jsou v ho vlákna vou spoluprác

umné aktivipro fotonicře v rámci ak

zájmu s nab

ování průché disperze u plně fotoni

ování negauí, klasifikovférickým opcký vývoj at

ASER 55, 2

la sestavena vlnové dýstupní opa úroveň 1u úroveň -

a FSO-ODypy spojů. na úrovni 5univerzity Z

Vnitřní

FSO-ODUrem hlavníhvě odpovídumístěny vje hrubé a je

současné dv optickém ci.

ity jsou podkou komunikce COST I

bídkou spol

hodu optickatmosférickcké technol

ussovských vání a potlačptickým spojtmosférický

1. října – 23.

na experimdélce 1550 nptický sign100 mW (2-36 dBm. J

DU je postHrubé smě

5 µrad. SpojZemědělská

uspořádání je

U obsahuje ho zrcadla

dajícím čočkvysílací tubuemné směro

době zaměřpřijímači.

dpořené mj.ikaci a MŠMIC1101.

lupráce:

kého svazkukých opticklogie FSO.svazků, řeščení vlivu a

ojem. ých optickýc

. října 2015,

mentální jednm osazený

nál modulu20 dBm). PJednotka u

tavena na ěrování zajj je instalov

á 3. Délka at

ednotky FSO-

příjímací o120 mm, k

kovým objekusy o průmování přijím

řeny na mJedná se o

grantovýmMT č. LD12

atmosféroukých spojů.

ení otázek datmosférické

ch spojů pro

Zámecký ho

dnotka FSOý na deskuu je zesiloužitý dete

umožňuje t

univerzálnjišťují krokván mezi butmosférické

ODU.

optiku na bkterá se vyzktivem stejn

měru 1’’. Namače.

minimalizacio problemat

mi projekty T2067 - Mod

u, analýza ro

difrakce. é turbulence

o experimen

otel Třešť

O-IDU, kteu s obvodemlován optoektor na btestovat op

ní směrovakové motorudovou VUé trasy je 3,5

bázi zrcadloznačuje mené velikostia platformě

i vazebníhotiku, kde ře

TA ČR č. Tdelování šíř

ozptylu, tur

e na kvalitu

ntální účely

erá obsahum FPGA provlákonovýbázi lavinovptickou tras

cí platformrky v režim

UT Technick5 km.

ové soustavnší sférickoi. Po stranácě je umístěn

o útlumu dešitelský tý

TH01011254ření optickýc

rbulence a

u přenosu

y.

uje ro

ým vé su

mě mu ká

vy ou ch na

do ým

4- ch

35

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

VYUŽITÍ TERMOGRAFIE PŘI APLIKACÍCH R&D

David Kuboš “TMV SS“ spol. s r. o. Studánková 395 149 00 Praha 4 – Újezd +420 272 942 720 [email protected] www.tmvss.cz

Obor: technik specialista termografie

Vědci, vývojáři a pracovníci výzkumných center používají v současné době termografické systémy pro nalezení řešení různých výzev, které jsou ostatními prostředky neřešitelné nebo pro nalezení správného řešení velice obtížné. Každodenním používání infračervené techniky dochází ke zdokonalení výzkumných výsledků a obrovské úspoře drahocenného času potřebného k různým fázím výzkumu. Univerzitní výzkum, výzkumná a vývojová centra, akademie věd Biologický výzkum

Termografie je velmi přesná, vyhodnotitelná, bezkontaktní diagnostická metoda využívaná pro vizualizaci a kvantifikaci povrchových teplotních změn. Aplikace zahrnují cévní vyšetřování, stav tkání, posuzování svalového pnutí nebo detekce míst podkožních krvácení.

Studie rychlých pohybů

Infračervené vysokorychlostní zobrazování díky mikrosekundovým expozičním časům detektorů dokážou zastavit zdánlivý pohyb dynamické scény a zachytit snímek mnohonásobně převyšující rychlost 10.000 snímků za sekundu. Takovéto požadavky vyplývají z výzkumných aplikací v oblastech balistiky, supersonických projektilů, výbušnin, procesu spalování, laserů apod.

Infračervená mikroskopie

Termografická kamera v kombinaci s mikroskopem se stává teplotním zobrazovacím mikroskopem se schopností přesného teplotního měření objektů velikosti až 3µm. Vývojoví pracovníci využívají termografický mikroskop pro bezkontaktní výzkum teplotních projevů komponentů a polovodičů.

Analýza jevů širokých teplotních rozsahů

Měření teploty plasmy vyžaduje disponovat kamerou umožňující tzv. rolující integrační čas a dynamické rozšíření rozsahu v reálném čase. Jde tedy o možnosti zachycení teplotních jevů od nízkých po extrémně vysoké teploty.

Testování materiálů, NDT Únavové zkoušky

TSA – Thermal Stress Analyzing jsou velice častými metodami při výzkumu materiálů, avšak poskytují limitované informace komplexních struktur materiálů. TSM – Thermal Stress Mapping poskytují zároveň tisíce informací únavových měření, dokonce i na geometricky

36

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

složitých komponentech. Ve srovnání s tenzometry poskytuje tento přístup mnohem rychlejší a ucelenější informace.

Testování kompozitů

Infračervená NDT může detekovat interní defekty vzorku díky externí excitaci a následnému pozorování teplotních změn na povrchu. Jde o cenný nástroj pro detekci dutin, delaminace nebo obsahu vody v kompozitním materiálu.

Měření fotovoltaických panelů

Solární panely mohou vykazovat defekty vedoucí k elektrickému zkratu. Po zatížení FV panelu je možné tyto defekty lokalizovat metodou Lock-in termografie. Provedena může být Lock-in fotoluminiscence kamerami NIR – near-infrared.

Detekce prasklin

Lock-in termografie částí náchylných k prasknutí se provádí pořizováním termogramů termokamerou synchronizovanou s frekvencí ultrasonické energie vstupující do měřeného objektu (ultrazvuková termografie). Tření na povrchů ploch prasklin vytváří teplo v místech jemných prasklin a zlomenin, které je možné zobrazit bez nutnosti aplikace barviv či penetrantů. Tato forma NDT umožňuje inspekci rozlehlých nebo komplexních částí objektů bez UV záření.

Měření mostů

I zde se využívá NDT multisenzorová metoda identifikující zhoršující se betonové oblasti a následně vypočítávající kvantitativní index, který určuje stupeň zhoršení každého rozpětí/pruhu mostu. Tato metoda napomáhá lépe predikovat vývoj poškozování mostního povrchu a odhadnout potřeby a náklady na opravu.

Měření elektronických komponentů a DPS

Testování elektronických komponentů a DPS termografickými kamerami je běžnou metodou zobrazování a identifikování anomálií velikosti bodů až 3.5m. Díky vysokému rozlišení velikosti bodů několika mikronů je možné snížit čas testování a zdokonalit design během vývojového cyklu produktu.

Průmyslové R&D Automobilový průmysl

Automobilový průmysl je rychle rostoucí odvětví, kde je cílem vyrábět účinnější, bezpečnější, spolehlivější a vysoce výkonné automobily. Termografické systémy napomáhají zdokonalovat design air-bag systémů, zlepšovat účinnosti vytápění a chlazení, kvantifikovat teplotní poměry pneumatik a brzdových systémů, provádět kontrolu kvality spojů a svárů apod.

Laboratorní testy v průmyslu

Klíčovým faktorem úspěchu je přinášet na trh nové produkty co nejrychleji. Nejvýhodnější je využívat termografii v ranné fázi designového cyklu, při verifikaci teplotních modelů, analýze únavových zkoušek produktu atd.

37

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

MEASUREMENT OF REAL-TIME GIGACYCLE FATIGUE THROUGH REAL-TIME INTERFEROMETRY

J. Lazar, M. Holá, J. Hrabina and O. Číp Institute of Scientific Instruments of the Czech Academy of Sciences Královopolská 147, Czech Republic [email protected], [email protected], [email protected]

Keywords: Optical metrology, metallurgy

Abstract We present an interferometric method for measurement of strain induced deformation of metal samples in experiments inducing high-cycle fatigue. The motivation is to get real-time information about the deformation of a metal sample under test, its elongation imposed by fast vibrating actuator. Fatigue of materials is a process of degradation of a material due to repeated application of forces which includes nucleation and propagation of cracks and leads to the failure of the component. It may appear in all parts of machines or structures which rotate, vibrate, are repeatedly loaded, are subjected to temperature gradients etc., so statistically, fatigue is implied in about 80% of all industrial failures. Introduction The most common fatigue tests consist in cyclic loading of a specimen symmetrically in tension and compression with constant stress amplitude a. The relation between number of cycles to failure Nf and a is called S-N curve or Wöhler curve. The type of fatigue testing is given by the failure mechanism and necessary testing equipment. High cycle fatigue (HCF) ranges for Nf between 105 and 108. Cycling is quazi-elastic, the plastic component of strain is negligible. Cracks nucleation period covers a large majority of fatigue life. Over the range of 108 it is possible to talk about Very high cycle fatigue (VHCF) or gigacycle fatigue. Reaching the number of cycles higher than 108 in reasonable time necessitates another type of testing devices. They are based on piezoelectronic devices which vibrate with the specimen with frequencies typically between 20-100 kHz. It was found that the conventional fatigue limit is not an absolute safe limit and that the fracture of specimens may appear at Nf > 107 at stress amplitudes lower than 0. One of the key problems is to measure either stress or strain amplitudes of the sample in loading. Piezoelectric driving of the sample for HCF and especially VHCF testing produces mechanical resonance. To get the information about strain and elongation of the sample it is necessary o to measure the varying length difference directly on the sample. This leads to differential interferometry where the reflective surfaces have to be placed on both ends of the sample. Frequency range of the sample cycling in the tenths of kHz with displacement in tenths of micrometers result in the demand for the bandwidth of the detection chain up to tenths of MHz. This is quite a challenging demand for interferometry that cannot be met with commercial systems. Optical setup The most suitable measuring technique proves to be optical measurement offering non-contact position sensing with no influence on the sample and interferometric measurement offers direct traceability. In this case the optimum configuration seems to be a coaxial differential arrangement where the measuring axis of the reference and measuring arms are identical. This follows also the Abbe principle, where the measurement axis is identical with the axis of the measured displacement.

38

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

Interferometers designed for measurement with reflection from plane mirror reflectors have to be equipped with auxiliary corner-cube reflectors and operate in two-beam configuration. This compensates for small angle deviations of the target mirror. Even very small tilt at the arc second level would otherwise result in loss of the contrast of the interference signal. We designed a compact differential interferometer for coaxial measurement of elongation of a sample that follows these principles. The interferometer operates with polarization separation of the reference and measuring beams and can be built into an interferometric system either with homodyne or heterodyne detection. Our design compensates for small tilt of the reflective surfaces of both target mirrors. The key demand that cannot be avoided is for flatness of both mirrors on the scale covering both beams. This is a crucial demand especially for the reference path which passes around the sample. In result the reference mirror has to be a single polished element of a ring circular shape around the body of the sample (Fig. 1).

Figure 1 - Arrangement of the reference and end mirror attached to the sample. M1 – ring mirror, M2 – measuring mirror, RB – reference beam, MB – measuring beam, S – sample. Signal detection Bandwidth of the detection chain of the interference signal should be up to 100 MHz to cover the speed of motion of the sample under test. We have decided for o homodyne detection system with differential photodetector configuration and DC coupled amplifiers. Extension of the bandwidth can be achieved by proper design of the analogue front-end. The key problem was to find a suitable combination and trade-off between the capacitance of the photodetectors limiting bandwidth and their active surface limiting sensitivity to optical misalignment. The resulting configuration operates up to 50 MHz and during the initial experiments the data were acquired by a fast real-time digital oscilloscope. Processing of the quadrature signal and phase unwrapping was done off-line within limited amount of samples. The system has proven to be able to record 20 kHz sample vibration with amplitude 30 m in a differential regime. Acknowledgement The authors wish to express thanks for support to the grant projects from the Grant Agency of CR, project GB14-36681G, the EMRP project IND58 6DoF which is jointly funded by the EMRP participating countries within EURAMET and the European Union and Technology Agency of CR, projects: TA02010711, TA0101995, TE01020233. The infrastructure for the research was funded by Ministry of Education, Youth and Sports CR, projects LO1212, CZ.1.05/2.1.00/01.0017, and by Academy of Sciences CR, project RVO:68081731.

M1

M2

S

RB MB

39

Mu

FIM

AdÚst*VS Em

Ob

ObmóvznZačlasepopn-týpulpulpulOp Mevyžzubspefrekvlávyžfrek

Opk zmupodkavNa detdanspe

ultioborová k

ILTRÁCMETROL

dam Lešutav přístrojoSL Dutch M

mail: lesunda

bor: Metroló

becne laser gódov, ktorýcniku pulzovčiatkom 21.erového optpísané, laserý mód takéhlzov frep a frlzu tzv. „carlzov určuje

ptická frekve

etóda absolúžaduje určitbmi, ktorá jeektra.[1] S pkvencia nap

áknové systéžaduje filtrákvencie opt

Obr. 1: Schrezonátor

ptický rezonznásobeniu rusí spĺňať podmienky vyvity pomocoa toto maximtekcie 1. harná zvolenouektre, reflex

konference L

CIA MÓLÓGIU D

undák, Raové techniky

Metrology In

ak@isibrno

ógia dĺžky,

generujúci sch fázy sú kv s dĺžkou v . storočia botického frekr so spektrohoto laseru rekvenciou rrier envelovzdialenosťencia n-tého

útneho meratú minimálne daná schopoužitím VIpr. Ti:Sa lasémy. Použitáciu módov tickým rezo

hematické znrom s dĺžkou

nátor Fabry-repetičnej feodmienku mybrané módyou piezočlenmum zamykrmonickej fu odrazivosťxné vrstvy n

ASER 55, 2

DOV FEDĹŽKY

adek Šmídy AV ČR, vnstitute, Thi

.cz

spektroskop

spektrum pok sebe zviaza

desiatkachola s pomockvenčného hom pripomínmá optickúzodpovedajpe offset freť susednýcho módu je te

ania vzdialenu opakovacopnosťou spIPA spektroserových sytie jednoducfrekvenčné

onátorom. R

názornenie seu L, tvoreným

Perotovho tekvencie lasm=FSR/ frep

y spolu konnov, pričom

káme dĺžku kfrekvencie. Kťou zrkadiel

na zrkadlách

1. října – 23.

EMTOS

d, *Stevenv.v.i., Králoijsseweg 11

pia, optický

ozostávajúcané takým sfemtosekún

cou mode-lohrebeňa (lasnajúcim hre

ú frekvenciujúcej posunuequency“ fC

h zubov a ofeda daná vz

eností založciu frekvencpektrálneho ometru je to ystémov, alechšieho speého hrebeňa

Realizácii tak

elektívneho m zrkadlami

typu je tvorseru o faktop, pričom pl

nštruktívne im na výstupekavity s vyuKvalita potll R. Aby do

h majú chrom

. října 2015,

EKUND

n van den ovopolská 11, 2629 JA D

ý frekvenčn

ce z tisícok vspôsobom, žnd, sa nazývocked laseroser optical febeň. Každýu fn, definovu fázy nosn

CEO. Inými sfsetová frekzťahom: fn=

ená na interciu alebo, vanalyzátoruhodnota pr

e príliš vysoktrometru a

a optickou ckýchto rezo

potlačenia zuMi s polome

rený dvoma or m, „free slatí FSR=c/2interferujú, e z kavity nužitím pomlačenia inte

ochádzalo kmatickú dis

Zámecký ho

DOVÉHO

Berg and47, 61241 BDelft, The N

ý hrebeň, op

vlnových dĺže všetky mva „mode-loov vynájdenfrequency coý n-tý zub tavanú opakovnej vlny vočslovami, opakvencia posú

nfrep + fCEO

rferometrii ozdialenosť mu rozlíšiť jedibližne 1GH

oká frekvencalebo vláknoestou, resp.

onátorov sa

ubov optickéermi krivosti

paralelnýmspectral rang/2nL viď obrčo pozoruje

nachádzame ocnej elektrnzity nechcefektívnej s

sperziu blízk

otel Třešť

O LASE

d Ondřej Brno, ČeskáNetherlands

optický rezo

ĺžok, alebo módy interfeocked“ lasená metóda nomb), čo jeakéhoto hrevaciou frekvči intenzitnéakovacia frúva celý hre

O.

optického hmedzi suseddnotlivé koHz, čo je becia pre komového laser. zvýšenie ovenujeme v

ého hrebeňa ri a odrazivo

mi zrkadlamge“ FSR rezr. 1. Pri splneme ladením

e transmisnéroniky a teccených módselekcii móku nule, čo

ERU PRE

Číp á Republika

nátor

laserovýcherujú za r.

na generáciue obrazne ebeňa, alebovenciou ému maximuekvencia ebeň.

hrebeňa dnými mponenty

ežná pulznámpaktnejšie

u teda opakovacej v tejto práci

optickým osťou R.

mi. Aby došlzonátoru není tejto m dĺžky é maximumchniky dov je potomódov v celom

je

E

a

u

o

u

.

o

.

m m

40

Mu

dosV p810zvävhotak20G

Obr

jesm

d

Z tNavyfana Poď

Au

Lit

[1] "MMe

ultioborová k

siahnuté dieprezentovan0-830nm s päzku sme doodným výbe

k, aby nekolGHz a získa

r. 2.: Priestoreden mód opere sa spektrdifrakčnej m

echnickéhoaladením na filtrovanýchalýzu interfe

ďakovanie

utor vyjadruj

teratúra

van den BMany-Waveleasurement,

konference L

elektrickýmnom prípadepulznou frekosiahli naviaerom polomidovali s mó

aného pomo

rovo rozložeptického hrebrum opakuje

mriežky. Spek

o hľadiska jeneceločísel

h módov až erometrický

e

je týmto po

Berg, S. A.,length Inte," Physical R

ASER 55, 2

i vrstvami oe sme pracokvenciou fre

azanie lasermeru krivostódmi laseru

ocou VIPA

ené spektrumbeňa. Vertikápo 50GHz, o

ktrum je zloža filtrovan

e možné nallné násobkydo 100GHz

ých záznam

oďakovanie

, Persijn, Serferometry Review Let

1. října – 23.

optimalizovovali s Ti:Saep=1GHz. Sru do základti zrkadiel ru. Príklad spspektrometr

m získané pomálna disperziohraničujú h

žené z referenného 20GHz

ladiť rezonáy FSR je všaz, čím sa vý

mov.

za podporu

. T., Kok, with Tho

tters, 108, 1

. října 2015,

vanými pre va laserom, kSprávne zvodného TEMr sme optimapektra filtroru je na obr

mocou VIPAa je daná VIP

ho červené línnčného originz spektra(biel

átor na najvak možno dýrazne zjedn

u projektu G

G. J. P., Zeousands of83901(2012

Zámecký ho

vlnové dĺžkktorý vyžarolenou optik

M00 módu rezalizovali vyvaného rezo

rázku 2.

A spektrometrPA etalónomnie), horizonnálneho 1GHle body).

vyššie hodnodosiahnuť honodušujú ná

GA ČR, č. G

eitouny, Mf Lasers f2).

otel Třešť

ky použitéhooval spektrukou na tvarozonátoru, a yššie módy ronátorom s

ru, každý bom s FSR 50Gntálna disperzHz spektra(m

oty FSR ~ 2odnôt rozosároky na spe

GA14-36681

. and Bhattfor Absolu

o laseru. um v oblastiovanie taktiež rezonátoru FSR =

od reprezentuGHz (v tomtozia pochádza

modré body)

25GHz. stupu ektrálnu

1G.

tacharaya, Nute Distanc

i

uje

a z

N. ce

41

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

HIGH POWER 2-COLOR PLASMA BASED THZ SOURCE FOR THZ-TDS

D. Lorenc1, E. Noskovičová2, L. Slušná2, D. Velič1,2

1International Laser Centre, Ilkovicova 3, 84104 Bratislava, Slovakia, www.ilc.sk 2Faculty of Natural Sciences, Ilkovičova 6, Mlynská dolina,84215, Bratislava

Obor: femtosekundová spektroskopia a nelineárna optika

A broadband two-color plasma based THz spectrometer [1] was recently developed and implemented within the Laboratory of Ultrafast Laser Photonics. The THz source is pumped by a custom dual mode Coherent Legend DUO USX/USP Ti:Saph amplifier with a pulse energy of 3.3/4mJ at 3 KHz and 25fs/100fs. The pump beam is focused through a type-I BBO crystal detuned in order to produce second harmonic component with polarization parallel to the fundamental. Both the fundamental and second harmonic beams are subsequently intermixed within the plasma spark and a strong THz pulse is generated. The THz beam is propagated through a THz time-domain spectroscopy (THz-TDS) setup and the resulting THz transients are detected by electrooptic detection. The unique scientific instrument is currently covering spectral range of 0 to 6 THz and is characterized by unparalelled perfomance in terms of achievable field strenghts. Benchmark results are presented confirming broadband determination of refractive index and absorption coefficient for selected samples.

42

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

M. D. Thomson et. al., Laser&Photon. Rev. 1, 349 (2007).

This research is sponsored by NATO's Emerging Security Challenges Division in the framework of the Science for Peace and Security Programme.

Další oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Časovo rozlíšená femtosekundová spektroskopia v strednej IČ oblasti Generácia THz v exotických materiáloch Určovanie hyperpolarizovateľnosti a účinných prierezov 2- a 3- fotónovej absorpcie Určovanie Kerrovho indexu lomu metódou Z-scan

2,00E+01 4,00E+01 6,00E+01 8,00E+011E-

1E-

1E-

1E-

1E-

1E-

1E-

THz AIR

Sp

ect

ral P

ow

er,

a.u

.

Frequency, Hz 10 11 12 13 14 15

-

0,

0,

0,

Am

plit

ude

, a.u

.

Time, ps

43

Mu

OPEN

BřÚste-m

Ob

V ove vláAkmikvlnV sBrastavzmPrádlobyllze mě

Profázlase

Ose

ultioborová k

PTOVLNERGE

řetislav Mtav přístrojo

mail: mikel@

bor: Optické

oddělení Kovětšině ex

ákna se spektuálně vyžkrostrukturn

nových délesoučasnostiaggovými mveb. Nejvě

měn kontejnmávě systém nouhodobé srly při výsta odhadnoutěřícího systé

o optická vlzi využili zerovým inte

Obrázek 1. enzorů na k

konference L

ÁKNOVTIKU

Mikel ové [email protected]

é vláknové

oherenční oxperimentů. eciálními vžíváme opní a další spk od 350 nm řešíme někmřížkami ptší potenciámentu v JE na měření tvrovnávací mavbě umístět, že náš syému jsou na

lákna s Bragzjednodušenerferometre

Fotografie kontejnment

ASER 55, 2

VÉ SENZ

y AV ČR, vz, tel: +420 5

senzory, las

optiky ÚPT V těchto a

lastnostmi tická vlákn

peciální. Větm do 1600 nkolik projekpro měření ální aplikacTemelín. varových zm

měření. Datany ve stěná

ystém vyhova obrázku 1.

ggovými mnou verzi m. Dlouhod

a

z instalacetu, b) fotogr

1. října – 23.

ZORY P

v. v. i., Král541 514 252

serová inter

AV ČR v.aplikacích např. polar

kna singlemtšina typů tnm. ktů, které se

vibrací, dcí tohoto sm

měn kontejna z našich sách kontejnvuje požado.

mřížkami jsmměřícího

dobá stabilit

a)

e měřícího rafie měřícíh

. října 2015,

PRO JAD

lovopolská 2

rferometrie,

.v.i. se v sooptických vrizačně záv

modová, měchto optick

e zabývají vdélky, teploměru vývoj

nmentu je venzorů jsou

nmentu. Na ované přesn

me realizovsystému. Pta vláknové

systému vho systému

Zámecký ho

DERNO

147, 612 64

vláknová o

oučasnosti vvláken je o

vislá nebo multimodovákých vláken

vývojem opoty a tvarovje je projek

v JE Temelínu porovnávázákladě prv

nosti měřen

ali měřící sProtažení mé Braggovy

JE Temelí.

otel Třešť

OU

4 Brno, Čes

optika.

využívají opobvykle numikrostruká, polarizan je využívá

ptovláknovývých změnkt na měře

n nainstalována s daty svních měsíc

ní. Fotograf

stanici, kde mřížky je k

mřížky je n

ín, a) Foto

ská republik

ptická vláknutné využívturní vlákn

ačně závislána v rozsah

ých senzorůn betonovýcení tvarovýc

ván a probíhenzorů, kteců měření jfie z instalac

jsme v prvkontrolován

na obrázku 2

b)

grafie

ka

na vat na. lá, hu

ů s ch ch

há eré

iž ce

vní no 2.

44

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

V další části projektu jsme se zaměřili na radiační odolnost optických vláken s Braggovými mřížkami. Celkové vyhodnocení bude prezentováno po dokončení ozařování posledního vzorku optických senzorů. Jednotlivé vzorky optických vláken a senzorů byly a jsou ozařovány radiační dávkou 0,3; 1; 3; 10 a 30 kGy. Uvedeným dávkám jsme podrobili stejné sady, které obsahovaly optická vlákna, optická vlákna s Braggovými mřížkami a optická vlákna se šikmými Braggovými mřížkami. Oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Optické měření délky. Optické měřící systémy s vláknovými Braggovými optickými senzory pro měření

teploty, tlaku, délky, vibrací atd. Monitorování délky, teploty atd. založené na principu laserového interferometru

s optickými vlákny. Svařování polarizačně závislých, mikrostrukturních a dalších speciálních optických

vláken. Tvarování optických vláken.

Poděkování Tento výzkum je podpořen formou institucionální podpory z projektu č. RVO:68081731. Výzkum v oblasti senzorů je podporován z projektu Technologické agentury ČR TA03010835. Výzkum vláknových senzorů pro monitorování stavu kontejnmentu je podporován projektem MV ČR VG20132015124.

Obrázek 2. Dlouhodobá stabilita vláknové Braggovy mřížky. Srovnání naměřených hodnot z laserového interferometru a zjednodušeného měřícího systému pro vláknové Braggovy mřížky.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100-3

-2.5-2

-1.5-1

-0.50

0.51

1.52

Dlouhodobé měření - porovnání protažení

Cas [hod]

pro

taže

ni

[um

] stulinterferometrmrizka

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-0.15-0.1-0.05

00.050.10.150.20.250.3

Dlouhodobé měření - porovnání stolu s interferometrem

Cas [hod]

pro

taže

ni

[um

] stulinterferometr

45

Mu

FENO

MaMIKláKo

Ob

stanlasea stvelproobrzprsodultr > 6a pa jeObvedvyvCletec0,5

Obr< 40met

ultioborová k

EMTOSOVÝ PR

artin MosIT s.r.o. ánova 56, 1

ontakt: 241 7

bor: Lasery,

Obráběndardním verovému zptabilních Ulkovýroby. o předmětyrazovky, apracování růdnovápenatérafialové pr

Napřík60 W na 3programovánejich tvaru l

bzvláště velkdly ke vznivinula pro earShape™hnologie um

5 mm při ryc

rázek 1 Laser00 fs. Opakovtodou ClearSh

konference L

EKUNDROCES N

ser

47 00 Praha712 548, mo

, fotonika a

ění nejrůznvýrobním ppracování o

UV a femtoV současno

y každodennpod. Firma Sůzných tyého skla ažrůmyslové lklad pulsní, 355 nm, alní energie lze přesně akou výzvouiku nečistýcsvůj femto

, který bylmožňuje nachlosti řezán

r SPIRIT má pvací frekvencehape™.

ASER 55, 2

DOVÝ LNAZVA

a 4 oser@mit-la

jemná mec

nějších maprocesem. odolával. Tosekundovýosti se laserního použiSpectra-Phyypů skla až po safír. Vasery. nanosekun

le také unkaždého pu

a účinně řídiu bylo donech řezů a kosekundovýl představeapříklad miní až 4 m/s.

průměrný výke je nastaviteln

1. října – 23.

LASER SANÝ CLE

aser.cz , ww

chanika, lase

ateriálů lasDonedávna

Tím materiáých laserů rové obráběití, jako jsoysics nabízí a průhlednV nabídce j

ndový lasernikátní techulsu v časoit interakci ledávna řezák tříštění oký laser SPIen na veletimořádně či.

kon > 16 W naná od jednotliv

. října 2015,

SPIRIT ZEARSHA

ww.mit-lase

erové obráb

serem je va ovšem jálem bylo si laserovéění skla vyuou např. mcelou řadu

ných matejsou femtos

r QUASARhnologii Timové doménlaserového

ání tenkého krajů. OvšeIRIT zcela trhu LASEisté řezy ch

a 1040 nm nebvých pulsů do

Zámecký ho

ZCELA APE™

er.cz

bění

v průmyslu eden poměsklo. Až sé zpracovánužívá k výr

mobilní telelaserů, kter

eriálů od sekundové z

R nabízí nejmeShift™,

ně. Přesnou záření s obrskla. Stand

em nedávnounikátní a

ER 2015 v hemicky tvr

bo > 8 W na 52o 1 MHz. Nap

otel Třešť

UNIKÁ

již mnohěrně obyčes příchodemní skla narobě nejrůzefony, tableré jsou přím

obyčejnéhzelené i na

jenom průmkterá umo

u kontrolou ráběným madardní techno firma Spea nový pro

Mnichověvrzeného sk

20 nm při délpravo je vzorek

ÁTNÍ A

ho let zceejný materim výkonnýcšlo cestu dnějších tvarety, televiz

mo určeny pro, měkkéhnosekundov

měrný výkoožňuje říze

délky pulsateriálem. nologie časectra-Physic

oces nazvaně. Tato novla o tloušťc

ce pulsů k skla řezaný

ela iál ch do rů

zní ro ho vé

on ní sů

to cs ný vá ce

46

Mu

VYV

LibÚstKrámrn

Ob

atmv aprin

Ob Funrovsvarovrov(zpk pohntmav pJakobr

Ob

ultioborová k

YUŽITÍLASER

bor Mrňatav přístrojoálovopolskána@isibrno

bor: laserov

Při svamosféry. V taerodynamicncip je na o

r. 1 princip šl

nkce systémvnoběžný svařovací trysvnoběžné pvnoměrně opůsobených porušení rovniska a absavých polí,

praxi je potřko osvětlovrázcích je n

r. 2a Prouděn

konference L

Í ŠLÍROROVÝCH

a, Jan Pavové technikyá 147, 612 6o.cz, 731 46

vé svařování

ařování by technické prce se často obr. 1.

írového zobra

mu je následvazek světl

ska v činnosaprsky jsou

osvětlené pteplotou ob

vnoběžnostisorbují se v které vyjařeba nastaviací zdroj běkolik příkl

ní argonu z koa

ASER 55, 2

OVÉ METH TECH

velka y AV ČR v64 Brno – K2 192.

í, laserové ř

bylo v něktraxi se všakpoužívá tzv

azování

dující: do prla. Ten je sti, nedocháu zaostřenyole. Pokud

blouku neboi procházejí

ve šlírové cadřuje tyto it vhodně šl

byl použit zladů proudě

axiální trysky

1. října – 23.

TODY PHNOLOG

v.v.i Královo Pole

řezání

terých přípk těžko hledv. šlírová m

rostoru se svzaostřen d

ází v prostoy do ohniskd je hořák o prouděnímících světleloně/břitu. změny v inlírovou clon

zelený laserění při různý

18 l.min-1

. října 2015,

PRO ZOGIÍCH

e

adech užitedá metoda, kmetoda, kter

vařovací trydo ohniska, oru ke změnka, odkud v činnosti,

m plynu s odených paprsPak na stín

ndexu lomunu, abychomr s vlnovou ých svařova

Obr. 2a Prou

Zámecký ho

OBRAZE

ečné znát prkterá by totorá dokáže z

yskou vstupkde je um

ně rovnoběžse dále zodojde vliv

dlišným indsků. Tyto pnítku dostávu. Princip jm dosáhli p

délkou 53acích metod

udění helia z k

otel Třešť

ENÍ PRO

roudění plyto umožňovzviditelnit p

puje ze světemístěn břit.žnosti svazkobrazí – zdvem změn dexem lomupak nejsou váme systémje tedy jed

požadované2 nm. Na

dách.

koaxiální trysk

OUDĚNÍ

ynu ochrannala. Nicmén

proudění. Je

elného zdroPokud ne

ku a všechnde dostávámindexu lom

u než vzduchzaostřeny dm světlých

dnoduchý, aho kontrastnásledujícíc

 ky cca 18 l.min

Í

né ně ejí

oje ní ny me mu h) do

a ale tu. ch

n-1

47

Mu

cro Na maz exněkkonproV tpoumátedv pvidpatchabylz hmě

se jpři dal Da

Pod„Vý

Obr

ultioborová k

oss-jet chrán

a stejném prateriálu. Naxperimentukolik lasernstrukčníchoudění při tomto expeužita výkoná výstupní dy poměrněproudění jditelné rozdtrné, že proarakteristickly šlírogram

hlediska délěřen objemo

Na závjeví jako ve

laserovýchlší možnosti

alší oblasti z Smluvn

svařov Měřen

solární Využit

techno Diagno

procesu

děkování: Pývoj nových ty

r. 3 Proudění a

konference L

nící optiku h

rincipu je ma obrázku u, při kterérových try

h variant A –tlacích 0,

erimentu bnová LED s

průměr 1,2ě malé. Na ednotlivým

díly. Navíc oudění má ký řadou rázmy vyhodnoky proudu,

ový průtok dvěr lze konselmi užitečnh technologi jejího upla

zájmu s nabní výzkum v

vání a děleníí spektrální í absorbéry)tí adaptivníhlogiích ostika laserou

Příspěvek vznypů solárních

argonu při las

ASER 55, 2

hlavy před r

možné studo4 je zobra

ém bylo pysek mírně– E, kdy by5 – 4,0 bbyl jako zbílým světl

2 mm, šlíroobrázcích

mi typy tod tlaku nadzvukov

zových vln.oceny pomjeho šířky

dusíku přes statovat, že ná pro studiugiích a jsouatnění.

bídkou spolv oblasti lasí materiálůabsorpce (v

) ho zrcadla v

ového svařo

nikl v rámci prabsorbérů“ č

erovém svařo

1. října – 23.

rozstřikem z

ovat prouděazen výstuporovnáváně odlišnýc

ylo sledovánbaru dusíkuzdroj světllem. Tryskogramy jsoje vidět, ž

trysek jso2,0 baru j

vý charakte Kromě toh

mocí Matlaby. Taktéž by

trysku. tato metod

um prouděnu nacházen

lupráce: serového

vrstvy pro

v laserových

ovacího

rojektu TA ČRč. TA04020456

ování

. října 2015,

Na obrázargonu a svařovací průtoku. případech tepelné vrozdíl v prproudění plaserovéhoposuv 10 asymetrickzapříčiněn

ze svarové l

ění řeznéhoup no ch no u. la ka ou že ou je er ho bu yl

da ní ny

h

R: 6

Obr.4 Pojednotliv

Zámecký ho

ku 2 je vhelia z ko

hlavy pI když se

liší až vodivosti hroudění. Napři laserovéo svařovánmm.sec-1, Aký tok argný sacím lázně.

plynu trys

odrobnější pohvých trysek v z

otel Třešť

vidět rozdíoaxiální trypři přibliže indexy lve čtvrtém

hélia je via obrázku 3 ém svařovánní jsou P Ar 18 l.mingonu, kterýefektem p

skou pro las

hled na proudzávislosti na t

íl v prouděsky laserov

žně stejnélomu v obo

m řádu, díkidět zřetelnje zobrazen

ní. Parametr= 1500 W

n-1. Je zjevný je zřejmříčné trysk

serové děle

dění tlaku

ní vé m ou ky ný no ry

W, ný mě ky

ní

48

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

KERR INDEX OF CYCLIC OLEFIN COPOLYMERS FOR THZ INDEX GUIDING

E. Noskovicova1, D. Lorenc2, M. Koys3, D. Velic1,2

1Faculty of Natural Sciences, Ilkovičova 6, Mlynská dolina,84215, Bratislava, Slovakia 2International Laser Centre,

Ilkovicova 3, 84104 Bratislava, Slovakia 3Lear Corporation Seating, s.r.o., Solivarska 1/A, 080 01, Presov, Slovakia

Obor: nelineárna optika

High n2 materials are important for a number of applications including, but not limited to, optical switches and modulators based upon dispersion, self-phase modulation and self-focusing. More recently, Cyclic Olefin Copolymer (COC) materials have been to show to posses excellent optical properties in both VIS/NIR and THz range [1] making them an ideal choice for THz index guiding. However when propagating an ultrafast high peak power pulse through the waveguide, the corresponding Kerr index plays a vital role for pulse evolution. The second order nonlinear refractive index n2 of COC materials including ZEONEX and TOPAS was measured using the single-beam z-scan technique with 100 fs laser pulses at 800 nm. Z-scan technique is applied to determine the nonlinear refraction and absorption from real and imaginary parts of the third-order susceptibility, respectively. The obtained values of n2 are subsequently used as input data to pulse propagation simulations based upon the Generalized Nonlinear Schroedinger Equation (GNLSE).

0 30000 60000

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

Z-s

can

sign

al

Z axis [m]

ZEONEX ZEONOR

49

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

This research is sponsored by NATO's Emerging Security Challenges Division in the framework of the Science for Peace and Security Programme.

[1] K. Nielsen et. all, Opt. Express 17, 8592 (2009) Další oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Generácia THz v exotických materiáloch Určovanie hyperpolarizovateľnosti a účinných prierezov 2- a 3- fotónovej absorpcie Časovo rozlíšená femtosekundová spektroskopia v strednej IČ oblasti

50

Mu

AB

JinÚstKrá

Ob

Thifreqrefelasestansplandsectighfor

Thesplopt

ultioborová k

BSORPT

ndřich Outav přístrojoálovopolská

bor: absorpt

is work is oquency refe

ferences is ver frequencndard telecoicer setting d SMF. Thecond fiber enhtened connr frequency

Figure 1. SEMunclosed

e best resulticed fiber wtical frequen

konference L

TION C

ulehla ové technikyá 147, 612 6

tion cell, fib

oriented towerences basevery promisiy stabilizatiommunicatiand to find

e manufactund was prepnection to bstabilization

M images of thd fiber tip, b) clo

t of our testwill be usedncy referenc

ASER 55, 2

ELLS B

y AV ČR v64, Brno, ou

ber, opticaal

wards our resed on hollowing optical ion. We preion fiber by

d and obtain ured fiber cepared for ple used as a n of the lase

a)

e HCPCF HC-osed fiber tip.

ts is in figurd for fillingce.

1. října – 23.

BASED O

v.v.i. ulehla@isib

l frequency

search in thw core photelement to r

epared and py a fiber splin a splice wiell was closelacing into toptical freqer standards

-1550-02 tip fro

re 2. We splg with the

. října 2015,

ON HC-P

brno.cz

reference, m

he field of sptonics crystareplacing clpresent methicer. A specith minimal ed at one sidthe vacuum quency refers.

om our first tes

liced 90 cmacetylene a

Zámecký ho

PCF FIB

metrology

plicing and al fibers (HClassic bulkyhods of splicial care wasoptical lossde by connechamber wrence based

sts of fiber splic

m of HCPCFabsorption m

otel Třešť

BERS

ending of oC-PCF). Th

y absorptionicing HC-PC

as taken to oses betweenecting to SM

with the helpd on the acet

b)

cer Fujikura FS

F with SM fimedia and u

optical his type of n cells for CF to

optimize then HC-PCF MF and p of vacuumtylene gas

SM-100P; a)

fiber. This used as a

e

m-

51

Mu

F

Wemodisapparcmofibeachas optrefe

TheTecCzethe

ultioborová k

Figure 2. Phot

e prepared aode fiber. Thcharge in dplied for redc discharge odified. Witer patchcorhieve an atte

a fiber-batimalized opference open

e authors wchnology aech Republ

e Czech Rep

konference L

tos of the splic

a method ofhe standard direction clducting of a

was reduch transformrd with FCenuation of

ased opticapto-vacuumn end closin

wish to exgency of thlic, project public togeth

ASER 55, 2

ce joint 3 fromphotos; X v

f the splicinsplicing pr

lose to SMair-holes struced togethe

med splicingC/APC fiberf the splicingal frequencym setup willng and for fi

AC

xpress thankhe Czech Rno. GA15-her with MA

1. října – 23.

m the Fujikuraview and Y vi

ng of hollowrocess of SM

M fiber anducture collaer with theg process wer connectorg joint of 2y referencel be used foilling of refe

CKNOWLE

ks for suppRepublic, pr-18430S andAEDI/MEN

. října 2015,

a fiber splicer;iew of the spli

w core microM fibers wa

decreasingapsed lengthe timing ofe prepared 9r. After thi.0 dB. Thise filled w

for investigaferences with

EDGMENTS

port to instroject no. Td Ministry

NESR, proje

Zámecký ho

; HCPCF fibericed joint.

ostructure fias transformg of the arh to the minf splicing p90 cm HC-Ps optimalizprepared sp

ith acetyleation of newh other abso

S

titutional suTA03010835of Educatio

ect no. 7AM

otel Třešť

er is on the left

iber with stamed. The offrc dischargenimum. The process waPCF fiber szation, we wpliced fiber

ene isotopew methods orption med

upport RV5, Grant Aon, Youth a

MB14FR040

ft side in both

andard singfset of the ae power wpower of th

s completespliced to SMwere able r will be use gases. Thfor HC-PC

dia.

VO:6808173Agency of thand Sports 0/31175QB

gle arc as he

ely M to ed he

CF

1, he of .

52

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

FREKVENČNÍ STABILIZACE LASEROVÉ DIODY PRACUJÍCÍ NA 633NM PRO METROLOGII DÉLEK

Tuan Minh Pham, Václav Hucl, Martin Čížek, Břetislav Mikel, Jan Hrabina, Šimon Řeřucha, Josef Lazar a Ondřej Číp Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., Oddělení koherenční optiky Královopolská 147, 612 64 Brno, 541514253, [email protected], www.isibrno.cz

Obor: Polovodičové lasery

Práce se zabývá stabilizací laserové diody EYP-DBR-0633 od firmy Eagleyard Photonics [1] pracující na vlnové délce 633 nm a s ní spojenou charakterizací šumových vlastností, které ovlivňují možnosti využití tohoto laserového zdroje pro metrologii délek. Laserová dioda byla nejdříve opatřena elektronikou TC pro přesnou stabilizaci operační teploty a elektronikou ICC pro nízkošumové buzení injekčního proudu. Oba elektronické systémy byly vyvinuty pro tyto potřeby na našem pracovišti ÚPT AV ČR v Brně. Dioda byla dále umístěna do komplexní sestavy pro stabilizaci optické frekvence pomocí lineární absorpce na vybraných přechodech molekulárního jódu I2. Schematické uspořádání sestavy je na Obr. 1. a zahrnuje několik dílčích částí, které jsou určeny pro měření a charakterizaci klíčových parametrů diody.

Obrázek 1. Komplexní optická sestava pro charakterizaci a sledování šumových vlastností laseru: C1 - C4 – vláknové děliče, L1 - L3 – čočky, RF gen – vf generátor, RF amp – vf zesilovač, RFSA – vf signální analyzátor, AOM – akusto-optický

modulátor, PD – fotodetektor, TC – teplotní kontrolér, ICC – proudový kontrolér, M1 – zrcadlo.

Laserová dioda je opatřena optickou soustavou pro vyvázání do optického vlákna a výstupní laserový svazek je následně rozdělen děličem C1 do dvou větví. První větev dále dělí dělič C2 na trasu pro stabilizaci vlnové délky lineární absorpcí v molekulárním jódu a druhá větev je připojena k vlnoměru, který detekuje aktuální hodnotu vlnové délky generované diodou. Druhá větev z děliče C1 je vedena na specializovanou soustavu pro měření frekvenčního a fázového šumu diody pomocí Mach-Zehnderova uspořádání interferometru s heterodynní detekcí. Tento interferometr začíná děličem C3, který rozdělí vstupní svazek diody do větve vybavené akusto-optickým modulátorem AOM, jenž posouvá optickou frekvenci laseru o kmitočet modulace. Tento svazek je pak veden na vláknovou zpožďovací cívku. Rozdělené

53

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

větve interferometru spojuje zpět dělič C4, na jehož výstupu je připojen detektor PD, který detekuje heterodynní zázněj mezi optickými frekvencemi přítomnými v obou ramenech interferometru. Výstupní vysokofrekvenční signál je veden na frekvenční analyzátor. Experimentální výsledky Důležitým parametrem diody je rozsah přeladění vlnové délky, neboť tento údaj je rozhodující pro nasazení v metodách interferometrie s absolutní stupnicí. Bylo změřeno přeladění vlnové délky o 0,86 nm (změna o 650 GHz optické frekvence) při změně operační teploty v rozsahu od 6 °C do 24 °C. Při změně injekčního proudu o 28 mA byla pozorována změna vlnové délky o 0,077 nm (57 GHz).

Obrázek 2. Záznam absorpčního spektra molekulárního jódu při přeladění vlnové délky laseru o 0,86 nm.

Během měření závislosti vlnové délky na změnách operačních parametrů diody byl proveden také záznam absorpčního spektra molekulárního jódu, které je vyobrazeno na Obr. 2. Jak je ze záznamu patrné, u testované diody se vyskytl jeden modový přeskok přesně uprostřed ladicího rozsahu, který odpovídá teplotě čipu 18°C a vlnové délce 633,65 nm. Z tohoto měření proto vyplývá, že spojité ladění vlnové délky je možné pouze do ½ ladicího rozsahu.

Obrázek 3. Záznam stability generované optické frekvence DBR laserem (měření provedena super citlivým vlnoměrem).

Optická frekvence laserové diody byla následně zamčena technikou derivační spektroskopie na vybraný absorpční přechod molekulárního jodu. Pomocí vlnoměru byl pak proveden záznam průběhu optické frekvence laseru. Sledovaná stabilita optické frekvence se pohybovala v intervalu do 100 kHz v časovém intervalu přibližně 120 s viz. Obr. 3. Dalším důležitým parametrem je frekvenční šum diody, jenž přímo ovlivňuje dosažitelné rozlišení např. laserového interferometru pro měření délek. Princip metody pro měření šumových vlastností je založen na vláknové interferometrii, kde ramena Mach-Zehnderova interferometru jsou rozdílně dlouhá, jak je uvedeno na Obr. 1., tj. delší rameno L1

54

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

(L1 ≈ 10,0 m) s modulátorem AOM a vláknovou cívkou a kratší rameno L2 (L2 ≈ 0,1 m). Nerovnoměrný interferometr způsobí zpoždění τ mezi oběma rameny interferometru:

𝜏𝜏 = 𝑛𝑛𝑔𝑔(𝐿𝐿2−𝐿𝐿1)

𝑐𝑐 (1)

kde c je rychlost světla a ng je index lomu v interferometru. V testovací experimentální sestavě je laserový svazek ve větvi L1 frekvenčně posunut pomocí modulátoru AOM o 200 MHz vůči frekvenci svazku ve větvi L2. Heterodynní detekcí je pak na výstupu interferometru zobrazen záznějový signál a detekovaný fázový rozdíl mezi větvemi koresponduje s kolísáním frekvence laseru velmi přesně. Přenosová funkce je dána Fourierovou transformací fázového posunu a výsledný záznějový signál je pak funkcí přenosu šumu, který se skládá z frekvence (reálná složka) a fáze (imaginární část). Šumové vlastnosti takového signálu jsou pak měřeny pomocí vysokofrekvenčního spektrálního analyzátoru.

Obrázek 4. Záznam frekvenčního šumu diody měřený heterodynní metodou s vláknovou zpožďovací cívkou.

Záznam distribuce šumových příspěvků k frekvenci laseru je vyobrazen na Obr. 4. Osou x je Fourierova frekvence, tedy frekvence jednotlivých šumových složek přítomných v laserovém svazku. Osou y je pak vykreslena hustota šumu, tedy jakou mírou přispívá daný šum k celkovému šumu laseru. Testovaná laserová dioda je novým zajímavým prvkem pro realizaci unikátních metod laserové interferometrie s možností širokého přeladění vlnové délky. Jednofrekvenční provoz a stabilizace optické frekvence pomocí molekulárního plynného absorbéru představuje v laserové diodě také potenciál k nahrazení tradičních HeNe laserů v metrologii délek.

Poděkování Autor vyjadřuje tímto poděkování za podporu projektům GA ČR, č. GA14-36681G, Akademii věd České republiky, č. RVO:68081731, MEYS CR: LO1212 a CZ.1.05/2.1.00/01.0017. Dále EURAMET, projekt IND58-6DoF. Literatura [1] DATASHEET EYP-DBR-0633-00005-2000-BFY02-0000. http://www.eagleyard.com/. [online]. 4.5.2015

[cit. 2015-05-04].http://www.eagleyard.com/uploads/tx_tdoproductstorage/EYP-DBR-0633-00005-2000-BFY02-0000_01.pdf

55

Mu

IODICh1LN61, 2LP*Em JanInstKrá

Fie

Morefesuctheor dia Wediofullgreourhar(CWa 2

To arramoconandsatu

ultioborová k

ODINE-FIODE Aharles PhilipNE-SYRTE /

avenue de l’PL/CNRS/Unmail: Charles

n Hrabina titute of Scieálovopolská

eld: laser sta

olecular iodference for och as realizae metre“ andground to

agnostics, et

e have deveode operatinly fibred an

een radiationr knowledgrmonic genW). The gen0 cm long i

Fig. 1: Green la

fulfill the anged on

odulation trnfiguration, d 3). The purated abso

konference L

FREQUEAT 515 N

ppe1,*, Fred/ CNRS / Ob’Observatoirniversité Pars.philippe@o

and Tuan Mentific Instrum147, Brno, C

andards, las

dine represoptical frequation of lasd also for mspace optic

tc.

eloped an orng around 1nd occupiesn. This resu

ge, it corresneration openerated greeiodine cell d

aser delivering 3

frequency a 45x35 c

ransfer techin order to

pump beamorption signa

ASER 55, 2

ENCY SNM

deric Du Bubservatoire dere, F- 75014 is 13-Sorbon

obspm.fr

Minh Phamments, Acad

Czech Repub

ser spectrosc

sents one ouency stabiler frequenc

many space cal commun

riginal frequ542 nm ass

s a total voult corresponsponds to teration for en radiationdeveloped b

00 mW at 515 n

stabilizatiom² optical

hnic with two extend up

m is phase mal is detecte

1. října – 23.

STABILI

urck2 and e Paris Paris – FRA

nne Paris Cit

m demy of Scieblic

copy, metro

of the moslization. Th

cy referenceapplication

unications, e

uency triplisociated to

olume of 4.5nds to an opthe best vainfrared to

n at 514 nmby ISI lab fo

nm

on purpose, breadboar

wo counterp to 1.2 m thmodulated bed with the p

. října 2015,

IZED TE

Ouali Acef

ANCE té, F- 93430 V

nces of the C

ology

st often ushis tandem le for the “mns: gravitatioearth observ

ing process PPLN nonl

5 liters (Figptical convealue ever d

visible dom is used to por this proje

Fig. 2:

we have dd (Fig. 3).r-propagativhe interactiby an electprobe beam

Zámecký ho

ELECO

f1

Villetaneuse

Czech Repub

ed -and velaser/iodine

mise en pratonal wave dvations, las

based on alinear crystg. 1). It delersion efficidemonstratemains in cprobe a molct (Fig. 2).

View of the iodi

developed a. We use ve beams, on length wtro-optic mo

m.

otel Třešť

OM LASE

e – FRANCE

blic,

ery performis used in v

tique of thedetection, inser cooling

a compact Ttals. The oplivers up toiency P3/Ped up todaycontinuous wlecular vap

ine cell develope

a compact the classicarranged in

with iodine modulator an

ER

E

mant- atomvarious field

e definition nter-satellitor medicin

Telecom lasptical setup o 300 mW oP ~36%. Ty for a thirwave regimor inserted

ed by ISI lab

optical setual frequencn a 6-passvapor (Fig

nd the iodin

mic ds of es ne

er is of

To rd

me in

up cy es 2

ne

56

Mu

stabfreqopeloncon

iodval

Theits in v AcA pby 7AsupGRCoGA Ne

ultioborová k

The frequebilized telecquency refeerating in vng optical ntrolled withFigure 4 re

dine stabilizlue of 3x10-

Fig. 3: Iodi

e full evaluasensitivity tvery near fu

knowledgepart of this r

France aAMB14FR04pported by RAM. Charlmpany. Th

ACR, projec

xt scientific Design Freque Laser s

konference L

ncy stabilitcom laser derence is bavacuum. Thsingle modhin few par

eports a prezed telecom-14 around 4

ine stabilization

ation of the to the majo

uture.

ement research is dand Czech40/31175QBANR (AS

les Philippehe part of thct GA15-184

c interests:n and realizaency stabilizspectroscop

ASER 55, 2

ty evaluatiodiode to an ised on a 1.5he optical lde fiber. Trts of 10-16 oeliminary A

m laser diode0 s.

optical setup (4

frequency sr experimen

developed i Republic B). The paTRID prog

e thesis is cohe project d430S.

ation of lasezation of laspy

1. října – 23.

on is operatindependen5 µm laser dlink betwee

The frequenover 1000 s

Allan variance. It decrea

5 x 35 cm²)

stability of ntal parame

in the frame(MEYS

art of the pgram 11-ASo-funded bydeveloped i

er standardssers

. října 2015,

ted by compnt reference diode stabilin the two b

ncy stabilityof integratice associateses with a s

Fig. 4 Teleco

this originaters is unde

e of the BarrCR, MAE

project deveSTR-001-01y CNES (Frin ISI (Cze

s

Zámecký ho

paring the flocated in aized to an ubuildings isy of that ron time. ed to the freslope of 1.4

: Frequency stabom laser diode at

l iodine staber developm

rande projeE/MESRS eloped in S1), SATT Lrench space

ech Republi

otel Třešť

frequency oa separate b

ultra-stable os operated wreference la

requency sta4x10-13 with

bility of the iodit 1542.1 nm

bilized telecment and wil

ect 2014-201and MAE

SYRTE (FrLutech, FIRe agency) aic) is also

of our iodinbuilding. Thoptical caviwith a 200 aser is dai

ability of ouh a minimu

ne stabilized

com laser anll be reporte

15, supporteEDI: projeance) is alsRST TF annd SODERsupported b

ne his ty m

ily

ur um

nd ed

ed ect so nd

RN by

57

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

OPTICKY ZACHYCENÉ LADITELNÉ KAPÉNKOVÉ MIKROLASERY Z TEKUTÝCH KRYSTALŮ

Zdeněk Pilát, Jan Ježek, Alexandr Jonáš*, Mehdi Aas*, Alper Kiraz*, Oto Brzobohatý a Pavel Zemánek Optické mikromanipulační techniky, Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. Královopolská 147, Brno 612 64 Tel.: +420 541 514 521, E-mail: [email protected], www: http://www.isibrno.cz/omitec/ *Koc University, Rumelifeneri Yolu, 34450 Sariyer Istanbul, Turkey

Obor: Optická pinzeta, mikrofluidní čipy, mikrokapénky, ramanovská spektroskopie

Emulzní mikrokapénky, nemísitelné s okolní nosnou kapalinou, přestavují dokonalé kulové mikroobjekty s ideálně hladkým optickým povrchem. Lze v nich vybudit speciální mody (tzv. Whispering Gallery Modes - WGM) s extrémně vysokým činitelem jakosti a následně velmi úzkou spektrální odezvou. Jsou-li tyto kapénky vhodně fluorescenčně obarveny a opticky čerpány, fungují jako kulové rezonátory, ve kterých se generuje koherentní záření. Takový kapénkový mikrolaser představuje miniaturní zdroj koherentního záření, který lze bezkontaktně přemisťovat a jehož emisní spektrum je extrémně citlivé na změny velikosti, tvaru a rovněž indexu lomu v okolí povrchu kapénky.

Nematické kapalné krystaly (LC) jsou molekuly, které jsou podlouhlé a mají tendenci

se orientovat tak, aby jejich dlouhé osy byly vzájemně paralelní. Tuto vlastnost zpravidla projevují jen v určitém teplotním rozmezí. Nad tímto teplotním intervalem vykazují vlastnosti běžné kapaliny (izotropní), při nízkých teplotách tuhnou v běžnou krystalickou strukturu. Molekuly LC se preferenčně orientují paralelně s elektrickým polem, tedy i s polarizací laserového svazku, a vykazují dvojlom.

V minulosti jsme realizovali opticky zachycené kapénkové mikrolasery na bázi

olejové kapénky ve vodě, přeladění mikrolaseru jsme dosahovali optickou deformací mikrokapénky [1] (tzv. optical stretcher). Nyní se zabýváme mikrolasery z kapének LC emulgovaných ve vodě. Ladění emise z LC (5CB) mikrokapénky obarvené Nilskou červení (NR) jsme dosáhli pomocí zahřívání LC kapénky laserem, nebo zahříváním pomocí elektrického proudu vedeného odporovým drátem v mikrofluidním čipu, viz obr. 1. Dále jsme zkoumali též ladění deformací kapénky v elektrickém poli a ladění rotací polarizace laserového svazku se zachycenou LC kapénkou. Zjistili jsme, že mikrolasery z LC kapének jsou snadněji přeladitelné o větší rozsah vlnových délek, lze je lépe excitovat a dosahují menších rozměrů, než mikrolasery olejové.

58

Mu

Obpřez jesys

[1] of lExp

Da

ultioborová k

br. 1: Nahoechodné fázednotlivýchstému bylo p

M. Aas, Alasing emispress 21, 21

alší oblasti z Tvorba Optick Návrh Raman Fotopo Digitál

konference L

oře: Přeměnze (B) a kah fází – čerpozorováno

. Jonáš, A. Ksion from o1381-21394

zájmu s naba PDMS miká pinzeta a

a konstrukcnovská mikrolymerace mlní mikroflu

ASER 55, 2

na LC kapéapalně krysrvená: izotroo skokové př

Kiraz, O. Boptofluidic d4, 2013.

bídkou spolkrofluidnícjejí využití

ce mechanicrospektroskmikrostruktuuidika

1. října – 23.

énky postustalické fázopní; modrřeladění až

rzobohatý, droplet micr

lupráce: h systémů „

ckých kompkopie ur

. října 2015,

upným ochlze (C), měřrá: LC fázeo 25nm.

J. Ježek, Z.rolasers usin

„soft litogra

ponent pro o

Zámecký ho

azováním zřítko: 10�me; zelená: p

Pilát, P. Zeng optical s

afií“

optické syst

otel Třešť

z izotropní m. Dole: Wpřechodná f

emánek: Spstretching, O

témy

fáze (A) dWGM spektfáze. V tom

pectral tuninOptics

do tra

mto

ng

59

Auu(TAA03010642

toři děkujíí za podpoo) a TUBÜTTAC (111T

ru MŠMTT (LD14060059).

99, LO1212, CZ.1.05/22.1.00/01.0017), TAČČR

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

APROXIMATIVNÍ ŘEŠENÍ DIFRAKČNÍ ÚLOHY PRO ŠÍŘENÍ GAUSSOVSKÉHO SVAZKU PO PRŮCHODU OPTICKOU SOUSTAVOU ZATÍŽENOU ABERACEMI

Petr Pokorný*, Antonín Mikš, Jiří Novák, Pavel Novák ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra fyziky, Skupina aplikované optiky Thákurova 7, 166 29 Praha 6 – Dejvice tel.: +420 2 2435 7913, mail: [email protected], web: http://aog.fsv.cvut.cz

Obor: aplikovaná optika, numerické modelování

Práce se zabývá aproximativním řešením Sommerfeldova difrakčního integrálu pro šíření Gaussovského svazku po průchodu optickou soustavou, která je zatížena sférickými aberacemi do pátého řádu. Sommerfeldův difrakční integrál [1-3], jakožto řešení Helmholtzovy rovnice pro šíření elektromagnetických vln, nám umožňuje určit stav pole U(P) v libovolném bodě P oblasti ohraničené plochou S, je-li známo pole U(M) v bodech M na této ploše. Lze ukázat, že pro malé difrakční úhly s použitím tzv. Fresnelovy aproximace [1-3] bude pole U(P) pro omezené osové Gaussovské svazky a kruhovou aperturu dáno vztahem

1

0

π2

0

2 dd)exp()( MMM rrCBAKRPU , (1)

kde

,)cos(i

,1

2

i,)(i

,2

iexp

)iexp(i

022

020

200

PMPMP

MP

M

PPP

P

rz

RkCr

az

kRBrWkA

z

k

z

nzkK

(ρM, φM) jsou polární souřadnice bodu M v rovině kruhové výstupní pupily soustavy, jejíž poloměr je R, rM = ρM/R, (ρP, φP) jsou polární souřadnice bodu P v detekční rovině, zP je vzdálenost detekční roviny od výstupní pupily, i = √(−1), λ je vlnová délka, k0 = 2π/λ je vlnové číslo ve vakuu, n je index lomu světla, a je poloměr Gaussovského svazku a

660

440

220)( MMMM rWrWrWrW představuje aberaci optické soustavy v rovině výstupní

pupily, kde W20 je koeficient defokusace, W40 je koeficient sférické aberace třetího řádu a W60 je koeficient sférické aberace pátého řádu. Integrací přes úhel φM dostáváme

1

0

00

2 d)exp(π2)( MMPMP

rrrz

RkJBAKRPU , (2)

kde J0(x) je Besselova funkce prvního druhu a řádu nula [4,5]. Vyjádříme-li Besselovu funkci rozvojem v řadu, a také předpokládáme pouze malé aberace optické soustavy, lze po úpravě vyjádřit aproximativní řešení výše popsané difrakční úlohy ve tvaru

,)(2)!(

)1(π2)(

03210

2

02

2

s

s

PP

s

P VVVVz

Rk

sKRU (3)

kde

60

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

.1

2

i,d)exp(),;(

,])5,;()4,;()3,;([

,])6,;()4,;()2,;([2

1

,])3,;()2,;()1,;([i,)0,;(

202

1

0

1)(22

604060204020203

260

240

220

202

604020010

az

kRrrrnsaU

WWsaUWWsaUWWsaUkV

WsaUWsaUWsaUkV

WsaUWsaUWsaUkVsaUV

PM

nsMM

Zanedbáme-li druhé mocniny aberací ve vztahu (3) jako velmi malé, můžeme intenzitu I v osovém bodě detekční roviny, kterou lze použít k charakteristice tzv. Strehlova poměru [1-3], vyjádřit vztahem [1-3]

,])()()[(

][

/)0()0(/

60403223602031134020211220

26033

24022

22011

2000

0*

0

WWUUWWUUWWUUk

WUWUWUkU

IUUII

(4)

kde *420 π4 KKRI a ),0;(),0;( * jaUiaUUij . Položíme-li ve vztahu (4) W40 = W60 = 0,

můžeme analyzovat pouze vliv defokusace. Obdobně pro W60 = 0 dostáváme řešení pro vliv defokusace a sférické aberace třetího řádu.

Jak je patrné, aberace optické soustavy ovlivňují transformovaný Gaussovský svazek, který dále nezůstává Gaussovským, ale jeho parametry jsou prostorově modifikovány. Odvozené vztahy lze použít pro kompenzaci aberací optických soustav pro transformaci Gaussovských svazků, které se budou lišit od soustav pro transformaci svazků homocentrických. Je dále patrné, že parametry budou závislé na poloměru Gaussovského svazku.

Práce byla vypracována v rámci grantu 13-31765S Grantové agentury České republiky a SGS15/125/OHK1/2T/11 Českého vysokého učení technického v Praze.

Literatura [1] A. Mikš, Aplikovaná optika, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2009. [2] Saleh B., Teich M., Fundamentals of photonics, J. Willey and Sons, New York, 1991. [3] Born M., Wolf E., Principles of optics, Pergamon Press, Oxford, 1968. [4] Rektorys K., Přehled užité matematiky, SNTL, Praha, 1969. [5] Gbur G., Mathematical methods for optical sciences, Cambridge University Press, Cambridge, 2011.

Další oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Optická metrologie (interferometrie, senzory vlnoploch, souřadnicová zařízení) Adaptivní optické systémy (kapalinové čočky s proměnnou ohniskovou vzdáleností,

fázové modulátory světla, adaptivní zrcadla) Programování v MATLABu (teoretické analýzy, simulace, stochastické procesy, GUI

aplikace) Laserové skenování

61

Mu

DÉMSY

LeÚstem

Ob

Mosenlaseorietecsoubíléfrekpřehod

HřeMůsouktekonopt

O

OprezpozspePousynVe vzd

V takčrez

ProFSRkte150vyz

ultioborová k

ÉLKOVMĚNIČE

YNCHR

enka Pravtav přístrojo

mail: lpravdo

bor: Měření

oderní lasernzory pro merového svaentován nahnikou opti

uborem kohé kontinuumkvenční vz

esnou kontrdin, optická

ebenové speůže být pouučasně můžeré slouží prntinua pro mtickým rezo

Obrázek 1. Prin

ptický svazezonátoru Fazorováno naectral rangeužijeme-li pnchronizaci chvíli, kdydálenost L z

tomto článkčního členuzonátoru dle

o tyto účelyR byla nast

erý máme n0 mm. Zrcznačuje min

konference L

VÁ CHARPOMOC

RONIZAC

vdová, Adové technikyova@isibrno

í a metrolog

rové interfeměření délkyazku [1]. Soa femtosekického frek

herentních fm. Hodnotazdálenosti krolu opaková frekvence j

ektrum pulsužito např. jže sloužit i ro synchronměření déle

onátorem, ja

ncip uzamčení d

ek bílého kabryova-Pera výstupu ree) je celočípro změnu délky L s o

y pak změnzrcadel rezo

ku prezentuu, která jee výše uvede

y jsme sesttavena na 1

na našem prcadla rezonnimální disp

ASER 55, 2

RAKTECÍ FEMCÍ MOD

dam Lešuy AV ČR, vo.cz

gie, Fabryův

erometry s y. Jako zákoučasný po

kundové laskvenčního hfrekvenčnícha opakovacíkoherentnícvacího kmijednotlivýc

sního laseruako nástrojpro metodu

nizaci opakoek je však ak je uveden

délky L dutiny rs polom

kontinua zotova typu ezonátoru vselným násvzdálenostiopakovací fníme opako

onátoru o pří

ujeme meto založena eného princ

avili specia1000 MHz,racovišti k dnátoru jsmeperzí, což za

1. října – 23.

ERIZACMTOSEKDŮ

ndák, Rav.v.i., Králo

v-Perotův re

vysokým rkladní jednokrok v oblasery se syhřebene [2].h složek v ího kmitočt

ch složek vitočtu toho

ch vln v bílé

u je velmi vj pro generau měření vovací frekvnezbytné z

no na Obr. 1

rezonátoru pro měry křivosti r1,

pulsního lasestávajícíh

v případě, žesobkem opai zrcadel Lfrekvencí puovací frekvíslušnou ho

odu charaktna kombin

cipu.

alizovaný o což je čtydispozici. De opatřili oajišťuje tém

. října 2015,

E PIEZOKUNDOV

adek Šmídovopolská 1

ezonátor, op

rozlišením otku délky vasti optický

ynchronizací. Takový laurčitém inttu pulsů, geve výslednto pulsního

ém kontinuu

vhodné pro maci přesné vzdálenosti,

vence pulsnízkombinova1.

filtrování repet, r2 a reflektivi

aseru je tvho ze dvoue jeho záklaakovací frepiezoelektrulsního lase

venci pulsníodnotu.

terizace délnaci pulsní

optický rezoyřnásobek reDélka dutinodrazivou

měř nulový p

Zámecký ho

OELEKVÉHO L

d a Ondře47, 61241 B

ptické hřebe

jsou považvyužívají vch frekvenčí modů, ktaser vytváří ervalu vlnoenerovanýcém spektru

o laseru pou bude velm

metrologii dvzdálenosti a to s přes

ího laseru. Pat pulsní las

tiční frekvence ftou R.

arován a fu zrcadel. Rdní rezonan

ekvence pulrický měničeru, který gího laseru f

lkového choího laseru

onátor, jehoepetiční frey L našehovrstvou naposuv fáze j

otel Třešť

KTRICKLASERU

ej Číp Brno, Česká

eny, pulzní

žovány za vvlnovou délčních standa

které jsou í svazek, ktových délekch tímto lasu vln. Pokomocí např

mi stabilní.

délky v mndvou bodů

sností atomoPro účely vser s extern

frep , kde M1, M

fokusován dRezonanční nční frekvenlsů frep pulč PZT, je mgeneruje bíléfrep, změní

hování piezoa externíh

ož rezonančekvence pulo rezonátorua bázi stříbjednotlivýc

KÉHO U SE

á Republika

lasery

velmi přesnku použitéhardů délkystabilizovánterý je tvořek a nazývá serem, určujkud zajistímř. atomovýc

oha směreců v prostoruových hodivyužití bíléhním pasivní

M2 jsou zrcadla

do pasivníhmaximum j

nce FSR (fresního laser

možné provéé kontinuumse zároveň

oelektrickéhho optickéh

ční frekvenclsního laseru je přibližnbra, které h kompone

a

né ho je

ny en se

uje me ch

ch. u a in, ho ím

ho je ee ru. ést m. ň i

ho ho

ce ru, ně se nt

62

Mu

bílésch

Obr

SchpraProtecvýchřeultrschlze

Proreppřibnaphyszjis1,9s abnik

Pod

Au

Lit

[1] 133

[2] hig

ultioborová k

ého kontinuhopni pozor

rázek 2. Schéma

hematické uacující s repo zachyceníhniku derivchylkou 40 ebene, tj. orastabilním hopni měnit tak dosáhn

Obrázek

o potřeby cpetiční frekvbližně 700 npětí, které jsterezní křivstili průměr

98 nm/V. Tabsolutní stu

koliv relativ

děkování

utorka vyjad

teratura

Quinn TJ 3, 2001

Udem T, gh-resolution

konference L

ua při jejichrovat na výs

a optické sestav

uspořádání petiční frekví rezonančnvační spektnm. Femto

ofsetová frezdrojem fr

t hodnotu fnout změny

k 3. Charakteris

charakterizavence laserunm. Následje nezbytnévka měničernou hodnoato technikupnicí, neboní změny.

dřuje tímto p

(2003) Prac

Holzwarth n laser spec

UP

ZT /

V

ASER 55, 2

h odrazech stupu rezoná

vy s pasivním o

celkové sevencí 250 Mích vrcholůtroskopie sosekundovýekvence fCE

rekvence –frekvence fr

délky dutin

stika délkové zm

ace piezoelu tak, aby b

dně jsme zazé přiložit ne PZT, kterotu koefici

ka je velmi oť údaje, k

poděkování

ctical realiz

R, Zimmerctroscopy. T

-400

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

1. října – 23.

v rámci reátoru rezona

optickým rezoná

estavy je vMHz a centrů rezonátorus jemnou mý laser je stEO i repetičvodíkovým

rep v jemnýcny v řádu až

měny piezoelek

ektrického bylo možnoznamenali p

na měnič Prá je uvedenientu měnič

slibná s ohkteré metod

za podporu

zation of the

rmann M, Topics in Ap

-200L /

. října 2015,

zonanční duanční vrcho

átorem pro char

vyobrazeno rální vlnovou na kompo

modulací détabilizován ční frekven

m maserem.ch krocích ž několik sto

ktrického měnič

měniče PZo otestovat pro každý m

PZT. Výsledna na Obr. če PZT prohledem na

da poskytuje

u projektu G

e definition

et al Opticpplied Phys

0 20/ nm

Zámecký ho

utiny. Jen voly.

rakterizaci délk

na Obr. 2.ou délkou 15onenty bíléhélky dutiny

technikou nce frep je . Díky našív požadova

ovek nanom

če v závislosti n

ZT jsme nácelý rozsah

měřený bod dkem je na3. Na zákl

o převod npotřebu mě

e, zahrnují

GA ČR, č. G

of the metr

al frequencsics, 95: 295

00 400

otel Třešť

v takovém

kové roztažnosti

. Je využit560 nm bílé

ho kontinuay rezonátoru

optického synchroniz

í řídící elekaném interv

metrů.

na přiloženém n

ásledně proh změny décharakteris

aměřená chaladě tohoto napětí na zěření délekcelkovou d

GA14-3668

re. Metrolo

cy-comb ge5-316, 2004

případě jsm

i měniče PZT.

pulsní lasého kontinujsme použi

u s celkovofrekvenčníhována naší

ktronice jsmvalu hodnot

napětí.

ovedli změnélky měničestiky hodnoarakteristickměření jsm

změnu délkk na vzduchdélku dutin

1G.

ogia, 40: 10

eneration an4

me

er ua. ili ou ho ím me

a

nu e - tu ká

me ky hu ny,

3-

nd

63

Mu

SYHi

JaPro252ruz Ob

je zhalautvyvv pnac

intelase(pona zma fl

Bezdo 611ummopro

digpotbezdospossběpropom

orakódPSEmaPSE100dvefunchrpři

ultioborová k

YSTÉM iLASE

n Růžičkojekt HiLAS2 41 Dolní Bzickaj@fzu.

bor: Interloc

LPSS (zabránit kole budovy torizovanýcvíjeny pulsnpulzu a průmchází v bezp

Primárerlocku a erového zář

ostupné vypmodularitu

měny v konfilexibilita SW

Srdcemzpečnostní PLe. PSS

131-3. Progmožňuje vytožnost nastaovedení krit

PSS 40gitálních vsttřebné DI, Dzpečnostní hsažení PLe sunem (napěrnice, jenžopojit navamocí jediné

Dvoukanžovým kodovaného sENcode na

agnetu. DálENcode je 00N, jenž oeří je vyhonkce ve formráněné pouzjejich otevř

konference L

PRO BE

a, VlastimSE, FyzikálBřežany; cz; cervenk

ck, bezpečn

(Laser Persoontaktu a m

HiLASE. h osob pro ní (délka puměrným výkpečnostní třrním požadaumožnění ření. V příp

pínání jednou, univerzálnfiguraci laseW. m LPSS sysPLC PSS 44000 je pr

gramování ptvořit kompavení prioriického úsek

000 má připtupů (DI), vDO a relé jshlavy. Kartnastavit v S

příklad: det umožňuje zující systé

ého fyzickéhkřídlé dveře olečkem. L

senzoru polrozdíl od b

le disponujsériově pro

opět disponodnoceno dvmě funkčníze senzoremření docház

ASER 55, 2

EZPEČN

mil Červenní ústav AV

[email protected];

nostní PLC,

onnel Safetmanipulaci n

Sekundárnmanipulaci

ulsu v ns-pskonem až nídě 4. avkem na Lprůchodu

padě citlivýotlivých stupnost a rozš

erových syst

stému je be4000 splňujrogramovatepodle norm

plexní, přehty tasku na

ku programupojeno přes výstupů (DOsou připojenty mají průmSW PAS 40tekce přítomsdílet bezp

ém pro beho kabelu. v laserové

Levé dveřeohy Pilz PSběžného mae dvěma bopojeny s mnuje dvěmavoukanálovho bloku (s

m polohy Pzí k okamžit

1. října – 23.

NOST O

nka V ČR, v.v.i

; www.hilas

laserová be

ty System) jneautorizovarním rysemi s laserovos) diodově čna úrovni 1k

LPSS je přautorizovan

ých laserovýpňů laseru

šiřitelnost Ltému. Výra

ezpečnostníe standard elné v PAS

my 61131-3 hledný a bea tři úrovněu v rámci mmodulární s

O) a interlokna pomocí myslový sta000 testovacmnosti cizípečnostní dezpečnost o

hale HiLAe (vstup smSENcode (Ragnetickéhobezpečnostnmagnetickýma bezpečnosvě na DI ksplňuje PLe

PSENcode (tému blokov

. října 2015,

OSOB V

Za Radnicí

se.cz

ezpečnost, P

je elektronianých osob

m systému ou technologčerpané pevkW. Většin

řipojení všených osob ých technolv daném po

LPSS, tak aazným požad

í PLC od fiIEC 61508

S 4000 (Pilv kombina

ezpečnostněě. Volbou pmultitaskingsběrnici makovacích rePilz SafetyNandard 24 Vcí pulz na dích 24 VD

data mezi něosob v expe

SE pro běžnměrem do RFID - Ra

o spínače neními vstupym zámkem stními vstup

kartě Pilz pe). Červené (únikové dvvání laserov

Zámecký ho

LASER

828,

Pilz, EPLAN

cké zařízens laserovouje nastav

gií. V rámcvnolátkové lna laserů vy

ech vyvíjendo lasero

logií umožnořadí). Důrabychom modavkem byl

firmy Pilz -až do SIL z Automati

aci s grafick orientovan

priority tasku (preempc

aximální počelé (bezpoteNET p sběr

VDC. DI a dvojici vstuC). Prostřeěkolika PLCerimentální

ný průchodhaly) jsou dio Frequenelze vyřadity a výstup

Pilz PSENpy a výstupomocí speckolečko na

veře a dveřevé technolog

otel Třešť

ROVÉ HA

N, LabVIEW

ní, jehož hlau technologvení stupnci projektu Hlasery s vys

yvíjených na

ných laserů ové haly bnění řízenéhaz byl kladeohli pružněla také spol

- PSS 40003 a EN ISOion Suite) kým editorený SW. V Pku lze zajistce). čet bezpečn

enciálový kornice a deceDO karty u

upů a výstupednictvím SC, můžemehale budo

d jsou na Obmonitorov

ncy Identift pomocí pe

py (splňujícNslock s přípy. Bezpečciální SW a Obr. 1 oze materiálogie v zasaže

ALE

W

avním účelegií v laserovně oprávněHiLASE jsosokou energa HiLASE

ke dveřnímbez přerušeho interlocken předevšíě reagovat nlehlivost HW

0 viz. Obr. O 13849-1 apodle norm

em PASmulPAS 4000 tit spolehliv

nostních karontakt). Dalentralizovanumožňují prpů s fázovýSafetyNET e v budoucnovy HiLAS

br. 1 značenvány pomofication). Piermanentníhcí PLe). Piídržnou siločné uzamčebezpečnost

značuje dveové propustiené lokaci.

m vé ní ou gií se

mu ení ku m na W

2. až

my lti je vé

ret lší né ro

ým p

nu SE

ny ocí ilz ho ilz ou ní

tní eře i),

64

Mu

proautv djsovýkvyspomRFkdyumktes kdanspulasereléuvoUP

Obr

StaLEochbezvstvstrozsbísama lodiaEle

ultioborová k

Laseroo blokovántorizované odané lokaci ju uvolněnykonové lasesoko výkonmocí Pilz p

FID kartu s y číslo určuj

možněn uvolerý načte unódem pro dný časový luštěn varovnerová technéových konolněny všec

PS.

r. 1: Rozmíst

avy jednotliED-bezpečnýhranné brýlzpečnostníhtupu a dalštupních dvezhraní) s Wirá data z P

motné bezpeokálně upra

agnostika LPektrická dok

konference L

ová hala je rní laserovýcosoby uvésjsou blokov

y interlockoery (seed lanové lasery (přepínače runikátním d

uje maximállněním magnikátní kód

danou lokaclimit. Nedoný signál, pnologie v d

ntaktů k systchny magne

tění bezpečno

ivých lokacý stav, nutnle. Stav 4

ho rizika. Dí informace

eří. Informaindows OS PSS 4000 pečnostní logaveno pomoPSS systémkumentace k

ASER 55, 2

rozdělena doch technolost do čtyř zvány včetněované zásuvsery, oscilá(čerpací dioežimů PIT devítimístnýlní možný ngnetického zd do bezpeci (osoba byojde-li k oppokud ani pdané lokactému EPS (

etické zámk

stních prvků v

cí jsou zobrno mít ochr: červená

Dodatečné ie budou zoační panelya programe

přes switchgiky Pilz. Nocí step-dowmu bude zajk systému je

1. října – 23.

o tří lokací ogií viz Ozákladních ě interlockovvky. Stav 3átory). Stav ody). Přepín

m3.2p a žým identifi

nastavitelnýzámku po včnostního Pyla proškoleětovnému upo další časci blokován(Elektrická

ky a bloková

v laserové hal

razeny pomranné brýleLED-nutné

informace oobrazeny nay jsou připoem v LabVIh. Panely aNapájení panwn měničů njištěna přese připravena

. října 2015,

s odlišnýmObr. 1. Lo

stavů (1,2,3vaných zásu: stejný jak4: stejný ja

nání stavů ažluté RFID kačním čísl

ý stav. Průchvložení žlutPLC. Shodena a má pouzavření dvsové prodlena. LPSS sPožární Sigána laserová

e HiLASE

mocí LED see u sebe. Sté nasadit oo stavu lasea LED infoojeny k InteIEW, který a PC jsou nelů a PC jena 12 VDC

s Pilz OPC a v SW EPL

Zámecký ho

i typy laserkaci lze p3 nebo 4). uvek. Stav 2ko stav 2, aako stav 3, stupeň autokarty. Aut

lem a číslemhod do halyé RFID karuje-li se naovolen přístveří do časoevě nedojdesystém je gnalizace). Vá technolog

emaforů viztav 2 a 3: žochranné brerů v danéormačních el X86 (X6pomocí Monaprosto nee zajištěno z

C a 20 VDC(OLE for P

LAN.

otel Třešť

rů a odlišnýpodle stupn

Stav 1: vš2: stejný jakale jsou uvoale navíc jsorizace osobtorizovaná m autorizac

y přes uzamrty do přepíačtený kódtup) zámekového limi

e k uzavřenípřipojen pV případě p

gie. LPSS dá

z Obr. 3. Sžlutá LED-nrýle a dbá

é lokaci, popanelech v64) PC (poodbus TCP-ezávislé a ze zdroje SE

C. HW a vlaProcess Co

ými algoritmně oprávněšechny laserko stav 1, aolněny nízksou uvolněnby je zajištěosoba obdrce od 1 do čené dveře ínače režim

d RFID kark se otevře ntu, pak budí dveří bud

pomocí dvopožáru budoále disponu

tav 1: zelennutné nasadát zvýšenéhokyny běheviz. Obr. 3 omocí HDM-IP protokooddělené oELV 24VDastní procesntrol) serve

my ní ry

ale ko ny ěn rží 4, je

mů, rty na de de ou ou uje

ná dit ho m u

MI lu od

DC ní er.

65

Mu

Obr

WeFun

ultioborová k

r. 2: Rozvodná

e acknowlednd and the s

konference L

á skříň s PLC

dge the suppstate budget

ASER 55, 2

Pilz, switchem

port of Eurot of Czech R

1. října – 23.

m a UPS

opean RegioRepublic (P

. října 2015,

Obr. 3: LED

onal DeveloProject HiLA

Zámecký ho

D semafor, Pilz

opment FunASE:CZ.1.0

otel Třešť

z PIT a LED p

nd, European05/2.1.00/01

panel

n Social 1.0027).

66

Mu

DI

JaMiCen252reh Ob

laseenens)vyv

lasepra

lasedůvproprů600ktetrubtep

že forvar

Obr

dráuzlpohzrc

ultioborová k

ISTRIBU

n Růžičkihai–Georntrum HiLA2 41 Dolní Bhakova@fzu

bor: Laser b

LBDS erových svaergií v pulz) a velikostvíjen právě

Budoverové hale

acoviště, kdZáklad

erového svavodu bylo nostupů bylyůměru 160 a0mmx600merá je čistýmbka. Na roz

ploty a vlhko Hilase

vznikne pormace v přírianta a aktu

r. č. 1 Formac

Základáha laserovélech LBDShybových mcadle. Dále

konference L

UCE LA

a, Martinrge MureASE, FyzikáBřežany; u.cz; svandr

beam, laser

(Laser Beaazků v budou (průměrnti spotu od pro distribua HiLase jev přízemí be budou las

dním požadazku z jakéhnavrženo 12y koncipováaž 200mm.

mm. Prostupm prostoremzdíl od laserosti, proto je je projekt ožadavek naípadě změnuální varian

ce LBDS v bud

dním a samoého svazku

S. Každý z motorků opje i uvažo

ASER 55, 2

ASEROV

na Řehákoesan, Jan ální ústav A

[email protected]

beam distrib

am Distribuově Hilase.

ného výkonuprůměru 5

uci takovýche koncipovabudovy. Naerové svazkavkem pro hokoli místa2 prostupů vány tak, abyVelikost pr

p stropem pm ISO7. Prorové haly jsoe nutné prourčený pro a variabilitu

ny užívání lta formace

dově HiLASE

ozřejmým pod laseru kuzlů je k

ptomechaniováno o zav

1. října – 23.

VÝCH S

ová, LuděHeřmáne

AV ČR, v.v.

; muresan@

bution syste

ution System. V rámci pu až na úro5mm až dhto typů lasaná jako dvad touto lasky využíván

prostorovéa laserové hve stropě lasy každým

rostupů bylaprochází mestup je celýou experimstup prachovýzkum la

u konstrukclaserové ha je na obr č

E

požadavkemk experimenkoncipován iky a vstupvedení chla

. října 2015,

VAZKŮ

ěk Švandrek .i Za Radnic

@fzu.cz; her

em

m) je technprojektu Hilvni 1kW), o čtvercové

serových svvě budovy vserovou halny. é řešení LBhaly do každserové halyprostupem a během staeziprostoremý koncipova

mentální halyotěsně uzavřaserů pro průce s možnoaly a experič.1.

m pro zachontu s minim

jako vakuopem pro kadícího med

Zámecký ho

Ů V BUD

rlík,

cí 828,

rmanek@fzu

ické zařízenase jsou vyvysokou opého průřezuazků. v sobě. Laslou se nach

BDS je moždé z experim

y do experimmohla projvby měněna

m a stropemaný jako hlay bez technořít. ůmysl, je tustí rozebránmentálních

ování kvalitalizací počtová komor

kameru sleddia pro příp

otel Třešť

DOVĚ H

u.cz www.

ní umožňujyvíjeny lasepakovací freu 75x75mm

serové svazkházejí tři ex

žnost dovedmentálních

mentálních hjít 4 vakuo

na až na finám ústí do laadká hranatáologie udržo

udíž vysokýní a přesklá

h hal. Maxim

ty svazku jetu odrazů nara se vstupdující polopadné chla

HiLASE

hilase.cz

jící distribury s vysokoekvencí (ps

m. LBDS b

ky vznikají xperimentál

dení každéhhal. Z tohohal. Rozměr

ová potrubí ální rozměr jaserové halá omyvatelnování čistot

ý předpoklaádání do jinmální možn

e co nejkrata zrcadlech

py pro řízehu spotu n

azení zrcadl

uci ou a yl

v ní

ho to ry o je

ly, ná ty,

ad, né ná

tší h v

ní na la.

67

Mu

Nězrc

komvyš

optokospehovvibantanisplpřipanarozprofreklaseurčNáktenavkomNej

50msys uzlopt

Obrv la

motest

WeFun

ultioborová k

které komocadlem.

Nedílnmory, kteréšší úroveň v

Dalšímtomechanikolní zařízeneciálními anvořit o tzv.brace v lasetivibračně ui ke stěnámňuje tuto ppevněn k dalýzu distribzdělen do 2 o laserová kvence. Daerové hale.čit frekvencásledně jsmeeré bychomvrženy prokmpenzátorůjkritičtějším

Byl prom. Výsledkstémem. Tec

Samozlů. Váhy jetomechanik

r. č. 2 Realizaaboratoři HiLA

První fontáží takovtujeme stab

e acknowlednd and the s

konference L

ory jsou při

nou součásté mají možvakua než je

m požadavkeku uzlů a naní, doprava ntivibračním systému „

erové hale. uloženy. Z tom a podlazepodmínku adalším částebučního sysúrovní a topracoviště lším podkla V našem p

ci a umístěne optimaliz

m byli schokluzy, bylo ů, tak aby m místem seoveden výp

kem bylo nachnické řeše

zřejmě byl pdnotlivých

ky.

ace LBDS ASE

fáze distribvého systémbilitu části sy

dge the suppstate budget

ASER 55, 2

ipraveny pr

í LBDS jsžnost čerpáne ostatní vakem na distr

a připojení kz okolí – to

mi vrstvam„budova v bExperimen

ohoto důvode experimena je kotven em budovy. stému, kterýo od 0 do 5

horší, proadem pro vipřípadě se ni. Byla prozovali LBDopni eliminzměněno upo vyčerp

e ukázala kopočet teplotavržení prokení bude uk

proveden i skomor se p

Obr. č

učního systmu. Provedystému.

port of Eurot of Czech R

1. října – 23.

ro odkloněn

ou prostoroní pomocí kuový systéribuční systk experimenoto je v lase

mi. Budova budově“, prntální haly, du nelze disntálních hapouze do pSoučástí v

ý vychází z50Hz a od 5otože optickibrační analjednalo o vovedena vi

DS tak, aby novat optomuspořádání upání LBDS omora prosttních dilatackluzů mezi kázáno v přestatický výppohybují od

č. 3 Uzel LBD

tému již bydli jsme prv

opean RegioRepublic (P

. října 2015,

ní drah sva

ové filtry. bypassu po

ém. tém je nepřntálním komerové hale eje od toho

roto zařízenkteré se na

stribuční syal. Proto bypodlahy las

výběrového z vibrační an50Hz do 10ké stoly nelýzu bylo devakuové pubrační analvýchylky

mechnikou umístění vln

nebylo mtorového filcí pro ∆t=2potrubním ednášce. očet – zatížd 20 do 80k

DS

yla dodána vní testován

onal DeveloProject HiLA

Zámecký ho

azků do jin

Opět jsme ouze jednou

řenášet vibrmorám. Zdroeliminovánooto sarkofágní mimo lasacházejí v hstém kotvit

yl navržen pserové halyřízení byl Inalýzy laser

00Hz. Obeceumí dobřeefinování mumpy u, ktelýza pro nav uzlech n. Do pod

novců a navmožné zvětš

tru v první f20°C na mavakuovým

žení podpůrnkg. Musíme

Obr. č.

a vznikly tní systému

opment FunASE:CZ.1.0

otel Třešť

ného pracov

je řešili ju vakuovou

race z laserrojem vibraco uložením gu oddělenserovou hahorním patřt ke stropu lpodpůrný s

y. NedotýkáI požadavekrové haly. Pcně nižší fre vykompe

možných zdrerých jsme akupovanounebyly většídpůrného svržení klecšovat amplfázi dodávk

aximální vzsystémem a

ného systéme připočíst

4 Prostorový

tak i první na jeho tě

nd, European05/2.1.00/01

viště řízený

ako vakuovu pumpou n

rové haly, ncí je většinosarkofágu

na a můžemalu nezpůsoře, nejsou jaserové hal

systém, která se, ani nek na vibračPožadavek rekvence jsoenzovat nižrojů vibracibyli schop

u část LBDí než takovystému byí k uzamčelitudu kmitky LBDS. dálenosti cca podpůrný

mu komorami zatížení o

filtr

zkušenostiěsnost a ny

n Social 1.0027).

ým

vé na

na ou se

me bí iž

ly, rý

ení ní je

ou žší i v ni S.

vé, yly ní tů.

ca ým

mi od

s yní

68

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

SYNTÉZA HYBRIDNÍCH Cu/Ag NANOČÁSTIC LASEROVOU ABLACÍ V KAPALINĚ

Lenka Řihákováa, Antonio Anconab, Rosaria Anna Piccac, Anna Di Mariad, Annalisa Volpeb,d, Maria Chiara Sportellic, Pietro Mario Lugaràb,d, Nicola Cioffic aUniverzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, RCPTM, SLO UP a FZÚ AVČR, 17. listopadu 50a, 772 07 Olomouc, tel.: 585631677, e-mail: [email protected] bIFN-CNR, Dip. Interateneo di Fisica “M. Merlin”, Via Amendola 173, 70126 Bari, Italy, tel.: +39 0805442371, e-mail: [email protected] cDip. Chimica, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”, Via E. Orabona 4, 70126 Bari, Italy , tel.: +39 0805442030, e-mail: [email protected] dDip. Interat. Fisica “M. Merlin”, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”, Via Amendola 173, 70126 Bari, Italy, tel.: +39 0805442397, e-mail: [email protected]

Obor: aplikovaný výzkum laserových technologií

Nanočástice představují významný materiál, který můžeme v současné době nalézt ve všech oborech lidské činnosti. Např. nanočástice vzácných kovů jsou často využívány v energetice, informatice, fotonice a jako nanostrukturované materiály v medicíně a biotechnologii. Křemíkové nanočástice jsou uplatňovány v optoelektronice a jako modelové systémy pro studium kvantových jevů. Magnetické nanočástice prokázaly velký potenciál v několika oblastech, např. jako magnetická záznamová média, senzory a katalyzátory. V biomedicínských aplikacích jsou důležité pro magnetickou rezonanci, cílené podávání léčiv a léčbu rakoviny [1].

Metody přípravy nanočástic s různou morfologií zahrnují několik technologií. Jednou z těchto metod je „bottom – up“ technologie, která využívá autoregulační procesy jako samo - shromažďování a samo - organizace atomů a molekul spolu s atomovým inženýrstvím. Pro takto vzniklé nanočástice je však typická nízká čistota. Populární metodou produkce nanočástic se v současné době stává „top – down“ technologie využívající laserovou ablaci, která přináší několik výhod na rozdíl od konvenčních chemických metod [2]. Syntéza nanočástic laserovou ablací objemového materiálu v kapalném prostředí je relativně nová, jednoduchá a rychlá fyzikální metoda, která zajišťuje vznik velmi kvalitních nanočástic různých velikostí a tvarů [3]. Nanočástice jsou během syntézy uvolňovány do kapaliny a dochází tak k tvorbě koloidního roztoku. Vzniklé nanočástice se vyznačují vysokou čistotou a lze je tedy využít pro aplikace v biomedicíně. Touto metodou je možné produkovat široké spektrum nanočástic, jelikož je lze generovat z téměř všech pevných materiálů v různých roztocích s přítomností různých prekurzorů. Nanočástice mají zpravidla široké rozdělení velikostí od 10 nm až do 100 nm díky rychlé koalescenci a aglomeraci ablatovaných částic [4]. Syntézu nanočástic ablací je možné provést pomocí několika systémů zahrnujících nano, piko a femtosekundové (ns, ps, fs) lasery emitující v UV, VIS i IR oblasti spektra. Příprava nanočástic ablací fs lasery se v posledních letech dostává do popředí, jelikož dosahuje vysoké účinnosti a efektivní kontroly velikosti nanočástic. Femtosekundové pulzy také redukují tepelně ovlivněnou oblast ve srovnání s ns a ps lasery. Velikost nanočástic, jejich chemické složení a funkční vlastnosti jsou optimalizovány nastavením procesních parametrů (pulzní energie, frekvence pulzu, vlnové délky, způsobu fokusace) a výběrem výchozího materiálu. Vlastnosti prostředí, ve kterém ablace probíhá, ovlivňují např. růst nanočástic [5].

69

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

V dnešní době je značná pozornost věnována bi-metalickým nanočásticím díky jejím jedinečným katalytickým, elektrochemickým a optickým vlastnostem ve srovnání s mono-metalickými [6-7]. Zejména syntéza Cu/Ag hybridních nanočástic je přitažlivá, jelikož oba kovy se vyznačují antimikrobiálními vlastnostmi. V předchozí práci byly syntetizovány koloidní nanočástice mědi laserovou ablací měděného terčíku v 0,1% vodném roztoku kyseliny octové s biopolymerem Chitosanen, který zastával funkci stabilizačního media [8]. Tato práce je zaměřena na přípravu Cu/Ag bimetalických nanočástic pomocí dvou krokového procesu laserové ablace probíhající v průtokové cele. Průtoková cela byla navržena a vyrobena tak, aby umožnovala odvedení v ní syntetizovaných nanočástic a snižovala tak jejich další interakci s laserovým zářením. Experimenty byly realizovány pomocí femtosekundového vláknového laseru vyzařujícího na vlnové délce 1030 nm. Terčíky stříbra nebo mědi byly alternativně vybrány jako první ablatovaný materiál, načež následovala ablace druhého kovu přímo do koloidního roztoku prvního kovu. Ve všech případech byl použit Chitosan jako činidlo zabraňující růstu nanočástic v jeho optimální koncentraci 1g/L v 0,1% vodném roztoku kyseliny octové.

Mono - a bi - metalické nanočástice byly zkoumány a charakterizovány pomocí Transmisní Elektronové Mikroskopie, UV – VIS spektroskopie a Fotoelektronové spektroskopie za účelem určení jejich struktury, morfologie a chemického složení.

Poděkování Tato práce byla vytvořena za podpory projektu OP VK: „Partnerská síť v oblastech moderního a ekologicky šetrného čištění vod a půd se zaměřením na vzájemné propojení akademické půdy a soukromého sektoru. Reg. č.: CZ.1.07/2.4.00/31.0189 a projektu IGA Koherenční a nelineární optika – Vybrané kapitoly VI, č. IGA_PrF_2015_004. Reference [1] M. Abhilash, International Journal of Pharma and Bio Sciences 1 (2010) 1-12. [2] T. Yamamoto, Y. Shimotsuma, M. Sakakura, M. Nishi, K. Miura, K. Hirao, Langmuir 27 (2011) 8359–8364. [3] H. Han, Y. Fang, Applied Physics Letters 92 (2008) 023116 (3 pp). [4] S.I. Alnassar, E. Akman, B.G. Oztoprak, E. Kacar, O. Gundogdu, A. Khaleel, A. Demir, Optics & Laser Technology 51 (2013) 17–23. [5] D. Tan, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 17 (2013) 50–68. [6] Y. Chen, H. Wu, Z. Li, P. Wang, L. Yang, Y. Fang, Plasmonics 7 (2012) 509-513. [7] R. Singh, R.K. Soni, Applied Physics A 116 (2014) 955-967. [8] A. Ancona, M.C. Sportelli, A. Trapani, R.A. Picca, C. Palazzo, E. Bonerba, F.P. Mezzapesa, G. Tantillo, G. Trapani, N. Cioffi, Materials Letters 136 (2014) 397-400.

70

Mu

OBE

L. D.V

1Fa Ilk 2In Ilk 3SlRad

Ob

Fluwe(comoma

ThedetwaUSpulsec

[1]

ultioborová k

PTICAENZOT

Slušná1, Végh3, V.

aculty of Nakovičova 6,

nternational kovicova 3,

ovak Univedlinskeho 9

bor: fluores

uorescence re explored

oncentrationolecules proaxima rangin

e moleculatermined byas recorded SX/USP Ti:lses at 800 ctions. No si

Ch. Xu, W

konference L

AL CHATIOPHE

E. Noskov. Milata3,

atural Scien, Mlynská d

Laser Centr, 84104 Bra

ersity of Tec9, 812 37 Br

cencia a nel

and non-lind. Excitation 1.10-4 Movide a brigng from 450

ar two-photy the indirein toluene

Saph femtonm. The saignificant fi

Linear flu

W. W. Webb

ASER 55, 2

ARACTENE D

vičová1, MD. Velič1

ces, Comendolina,84215

re, atislava, Slo

chnology, Fratislava, Sl

lineárna opt

near two-pon and emis

M) were mght fluoresc0 nm to 480

ton absorpect fluoresc

solution (cosecond laseamples undeirst-order hy

uorescence

, J. Opt. Soc

1. října – 23.

TERIZAERIVA

M. Trenča1,2

nius Univers5, Bratislav

ovakia, www

Faculty of Clovakia

tika

photon absossion spect

measured bycence signa0 nm.

ption cross-cence methoconcentratioer with a puer considerayperpolariza

spectra

c. Am. 13, 4

. října 2015,

ATIONATES

anová-Gr

sity va

w.ilc.sk

Chemical an

orption of ntra of derivy Fluorologl in the blu

-sections ood [1]. Theon 1.10-4 Mulse energyation show ability was

481 (1996).

Zámecký ho

OF NO

regová1, D

d Food Tec

novel derivvates of beng 3-11 Jobue-green pa

f the fluore two-photo

M) using a y of 4mJ at

low to moddetected.

Non-linea

otel Třešť

OVEL

D. Lorenc

chnology

vates of benzotiophene

obin-Yvon/Sart of the sp

rescent deron induced Coherent L3 KHz andderate two-

ar fluoresce

2,

nzotiophenes in toluenSPEX. Thpectrum wi

rivates wfluorescenc

Legend DUd 100 fs las-photon cro

ence spectra

es ne he th

as ce

UO er ss

a

71

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

This research is sponsored by NATO's Emerging Security Challenges Division in the framework of the Science for Peace and Security Programme. D.Vé. and V.M. are grateful for financial support by Slovak Research and Development Agency (contract No. APVV-0038-11) and Scientific Grant Agency of the Ministry of Education of Slovak Republic (Project VEGA 1/0829/14).

Další oblasti zájmu s nabídkou spolupráce:

Statická fluorescencia a časovo rozlíšená fluorescencia Časovo rozlíšená absorpcia Časovo rozlíšená femtosekundová spektroskopia v strednej IČ oblasti Generácia THz v exotických materiáloch Určovanie hyperpolarizovateľnosti a účinných prierezov 2- a 3- fotónovej absorpcie Určovanie Kerrovho indexu lomu metódou Z-scan

72

Mu

Obpřez jesys Au(TA [1] of lExp Da

ultioborová k

br. 1: Nahoechodné fázednotlivýchstému bylo p

utoři děkujíA03010642

M. Aas, Alasing emispress 21, 21

alší oblasti z Tvorba Optick Návrh Raman Fotopo Digitál

konference L

oře: Přeměnze (B) a kah fází – čerpozorováno

í za podpo) a TUBÜT

. Jonáš, A. Ksion from o1381-21394

zájmu s naba PDMS miká pinzeta a

a konstrukcnovská mikrolymerace mlní mikroflu

ASER 55, 2

na LC kapéapalně krysrvená: izotroo skokové př

oru MŠMTTAC (111T0

Kiraz, O. Boptofluidic d4, 2013.

bídkou spolkrofluidnícjejí využití

ce mechanicrospektroskmikrostruktuuidika

1. října – 23.

énky postustalické fázopní; modrřeladění až

T (LD14069059).

rzobohatý, droplet micr

lupráce: h systémů „

ckých kompkopie ur

. října 2015,

upným ochlze (C), měřrá: LC fázeo 25nm.

9, LO1212

J. Ježek, Z.rolasers usin

„soft litogra

ponent pro o

Zámecký ho

azováním zřítko: 10�me; zelená: p

, CZ.1.05/2

Pilát, P. Zeng optical s

afií“

optické syst

otel Třešť

z izotropní m. Dole: Wpřechodná f

2.1.00/01.0

emánek: Spstretching, O

témy

fáze (A) dWGM spektfáze. V tom

017), TAČ

pectral tuninOptics

do tra

mto

ČR

ng

Mu

PŘST

MaOpKrátel.* K

Ob

NerůzkvasyspopzabrozefeUnmnsto V náhsyspřerozkom Tenprovytukalaseměkte

ultioborová k

ŘECHOTUDOVA

artin Šileptické mikroálovopolská. 541 514 24

Katedra opti

bor: Optické

lineární jevzných oblasantových pstémech nebpsány pomobýval předezvoj optickéektů v termonikátní je mnohačásticovchastické ef

tomto příshodným Brostém, ve kteechodem sigzložení a nampresi půvo

nto nelineáostorového mtvořit pomoazuje příčnýerové svazkění hustota erým aproxi

konference L

OD ŠUM ANÝ PO

er, Radimomanipulačná 147, 612 640, email: siky, Palacké

é manipulac

vy ve fyziktech a před

počítačích, bo (okrajovocí stochastvším určové kontroly modynamice amožnost slvé systémyfekty, které

spěvku se ownovým p

erém můžemgnál-šum. Ta síle kubickodního náho

ární potencmodulátoruocí interfereý řez takto ky dopadajípravděpodmujeme kub

ASER 55, 2

- SIGNÁOMOCÍ

Filip*, Pní techniky,64 Brno iler@isibrn

ého univerzi

ce

álních systédstavují veli

průchod evě) chovántických difeváním průměmechanickýa statistickéedovat cho

y. Můžeme transformu

zabýváme pohybem, vme pozorovTedy tím, jakkého potencodného rozd

ciál je mou světla. Levence dvou vytvořeným

ící na kameobnosti výsbický.

1. října – 23.

ÁL: ZISOPTICK

Petr Jákl, , Ústav příst

no.cz, http://ita, 17. listo

émech, ve kice zajímavéelektronu Jní finančnícerenciálníchěru, odchyl

ých systémůé fyzice, stoovaní jednéočekávat,

ují šum v už

chovánímv kubickémat výše zmík se vyvíjí

ciálu. Ukážedělení částic

ožno vytvvá část obrápárů laserom světelný

eru z jedné sskytu části

. října 2015,

K ENERKÉ PINZ

Oto Brzotrojové tech

/www.isibrnopadu 1192/

kterých domé téma. Jedosephsonov

ch trhů. Tyh rovnic. Exlek a dalšíchů otevřel noochastickýché částice, nže se v blí

žitečné mech

m mikroskopm potenciálu

íněné nelinepoloha část

eme, že v krc a k rychlé

ořit tvarovázku 1 ukazových svazm polem vstrany. Obrce v takto

Zámecký ho

RGIE ZEZETY

obohatý, Phniky AV Č

no.cz/omite/12, 771 46

minuje šumdná se napřívým přechoyto oblasti xistující příh statistickýové možnosh systémechněkolika čáízké budouchanické efe

pické částiu [1]. Ten peární jevy. Ztic v závislorátkém časomu posunu

váním laseruje, ukazujeků [2]. Pra

v případě, žázek 2 pak vytvořeném

Obrázegeometkubicképárů psvazkůprofil dopadajedné intenzia její fi

otel Třešť

E ŠUMU

Pavel ZemČR, v.v.i.

ec Olomouc

m, se vyskytíklad o chovodem v sumají spole

ístup k tomuých paramesti studia mh a kvantovástic až pocnosti obje

ekty.

ice, která přestavuje nZabýváme

osti na jejichovém úsek mčástic daný

erového záře jak je možavá část obže jsou pou

ukazuje, jam optickém

ek 1: (vlevo) etrie navrhovakého potenciálprotiběžných, ů. (vpravo nah

vytvořený poajících na Cstrany. (vpr

itou na spojnicfit pomocí kub

U

mánek

tují v mnohvání qubitů upravodivýcečné, že jsouto tématu trů. Nedávn

mechanickýcvé mechanico komplex

eví nelineár

se pohybunejjednodušse předevšíh počátečnímůže dojít kým směrem.

ření pomožné potenci

brázku 1 paužity pouze ak se s časem potenciál

Experimentálaná k vytvořelu pomocí dvointerferujícíc

hoře) Intenzitomocí 2 svazCCD kameru ravo dole) Řci středů svazické funkce.

ha v

ch ou se ný ch ce. xní rní

uje šší ím m ke .

ocí iál ak 2

em lu,

lní ení ou ch, tní

zků z

Řez zků

73

Mu

Obrpote V tkubsyspře Au Re[1] [2] Da

ultioborová k

rázek 2: Montenciálu, kterým

této práci jsbickém potstému. Expeedpovědi ov

utoři děkují z

ference Filip R, Ze Zemánek P

alší oblasti z

Optick Výpoč Model Progra Analýz

konference L

te-Carlo simulm aproximuje

sme provedtenciálu a erimenty plvěřit a budem

za podporu

emánek P, 2P, Šiler M, B

zájmu s nab

kémikromatyrozptyluovánímetoamovánívpza spektrosk

ASER 55, 2

lace ukazujícíe potenciál kub

dli analýzu nalezli jsmánujeme v me pozorov

projektu G

2015 New J.Brzobohatý

bídkou spol

anipulace,musvětla,ohřodoukonečprostředíMkopických d

1. října – 23.

í časový vývojbický.

různých režme optimáln

brzké doběvat nové i do

GAČR (GB1

. Phys., odeý O, Jákl P,

lupráce:

měřenítepřevuasilpčnýchprvkMatlab,včedat

. října 2015,

j hustoty pravd

žimů chování parametrě. Předpokláosud neoček

4-36681G)

esláno Filip R 201

lotyvkolopomcíMiehkůvprogramtněgrafick

Zámecký ho

děpodobnosti

ání mikročáry pro nastádáme, že skávané jevy

.

15 New J. P

idnímrozthoteorieromuComsolkéhorozhra

otel Třešť

výskytu částic

ástice v optitavení expese nám pody.

Phys., odeslá

tokuozptylulMultiphysaní

ce v optickém

ické pasti i erimentálníhaří teoretick

áno

sics

v ho ké

74

Mu

M

PeVyTecE-mhttphttp

Ob

Na komse zsvěv řáa ja

V s

Pož(99výz

Skl

SFLf1 =fTEL

čoč

ultioborová k

MODEL P

eter Barcíysoké učení chnická 12,mail: wilferp://www.feep://www.ur

bor: Optické

a pracovišti munikaci (Ozákladními ětelné zářenádech μrad ako nevýho

současné do Za neú

cenová Někter

průzor Byla p

žadavkem s9,999%) a dzkum na pra Věnuje

zkvalitzkvalit

DokonOBK v

ladba mode

L – jedno= -30 mm, LL - ohniskočky; lg - ohn

konference L

PLNĚ F

ík, Otakartechnické v 616 00 Brn

[email protected]/

rel.feec.vutb

é komunika

VUT v BrOBK). Movlastnostm

ní. Důsledkea vysoká pda OBK se

obě se objevúspěchem něá nedostupnré atmosférech, deformodceněna d

současného dosah 3 kmacovišti VUeme se výztnění testovtnění datovýnčujeme výzvůči turbule

elu plně foto

ofrekvenční Lens 2 – pová vzdálennisková vzd

ASER 55, 2

OTONIC

r Wilfert,v Brně, FEKno, Telefon:br.cz /UREL br.cz/OptaB

ace, laserová

rně je již 2otivací pro

mi laseru. Laem je vysokřenosová ryčasto zmiňu

vily nové asěkterých vý

nost použité rické jevy

mace konzoldeformace la

trhu je: vym – 5 km. TUT v Brně rezkumu plnvacích spojých spojů szkum optimenci atmosfé

onického při

laser; Lenplankonvexnost Casseg

dálenost GR

1. října – 23.

CKÉHO

, Viera BiKT, Ústav ra: +420 5411

Bro/

á technika,

23 let zkounasazení l

aser je schoká koncentraychlost, až Tuje velká zá

spekty: ýrobců stojítechnologiebyly podc

l, působení haserového s

ysoká přenoTomuto poespektuje:

ně fotonickéjů (komplenovou aplik

málního rozléry.

ijímače je n

ns 1 – plxní čočka sgrainova te

RIN čočky, d

. října 2015,

O OPTIC

iolková, Zadioelektron14 6565

vlnová opti

umáno nasaaseru v OB

open generoace optickéhTb/s. Výhoávislost na s

í neúplné pře. ceněny (námhmyzu a ptávazku vlive

osová rychloožadavku od

é koncepceexnímu pozkací - přenoložení světla

naznačena n

ankonkávnís ohniskovolescopu; fA

dw – pracovn

Zámecký ho

CKÉHO

Zdeněk Kniky

ika

azení laseruBK byly výovat prostorho výkonu vdy OBK jsostavu počasí

ředstavy o v

mraza na áků atd.) em difrakce

ost (10 Gb/dpovídají n

e transceiveznání projeos času. a ve svazku

na následujíc

í čočka s oou vzdálenoA - ohniskovní délka GR

otel Třešť

PŘIJÍM

Kolka

u v optické ýhody OBKrově i časovve svazcíchou dnes již í.

vlastnostech

hlavicích,

e [1] a refrak

/s +), vysoknové trendy

erů, která evů atmosf

u s cílem zv

cím obrázku

ohniskovouostí ength f

ová vzdálenRIN čočky.

MAČE

bezkabelovK souvisejívě koherenth o divergen

dobře znám

h atmosféry

nečistota n

kce.

ká dostupnoy OBK, kte

vede jak kféry), tak k

výšit odolno

u.

u vzdálenosf2 = 300 mm

nost asférick

vé ící tní nci mé

y a

na

ost ré

ke ke

ost

stí m; ké

75

Mu

Jedmadop

kde Při

Lit[1] Unof R PopSouvln Da

ultioborová k

dnotlivé čásatici přenosupadu přijím

e g – gradie

naší práci j

- Plná fovývoji relativn

- Plná fatmosf

- Pro plnvýkonufotonic

- Charakoptiky,stanov

- Při plnzesilov

teratura POLIAK,

niversity of TRadio Elect

psané výzkuubor prvků p

n v atmosféř

alší oblasti z Využit

nebo v Zkoum

optické Zkoum

konference L

sti spoje jsu MR sloužícané vlny.

entní konstan

jsme dospěl

fotonizace dspojů žád

ně velký dofotonizace féry pro stannou fotonizu do jednckými zařízkter šíření , která se jeení paramet

ně fotonickévačů EDFA

J. DiffractiTechnologytronics, 201

umné aktivipro fotonicře v rámci ak

zájmu s nabtí interferom

vodního přenmání vlivu ého výkonu

mání modelů

ASER 55, 2

sou popsánycí jak k náv

nta GRIN č

li k následuj

datového spdaných trheosah).

testovacíhonovení reálnzaci transce

nomodovéhoeními. světla v pl

eví jako efetrů a charaké koncepci , cirkulátorů

ion effects y, Faculty o4. 113 p.

ity jsou podkou komunikce COST I

bídkou spolmetrických nosového prrozložení

u. ů pro VLC a

1. října – 23.

y dílčími mvrhu přijíma

čočky; ng – i

ujícím závěr

poje je evidem (vysok

o spoje umných možnoeiverů je klo optickéh

lně fotonicektivní matekteristik transpoje lze výů s optickým

in transmitf Electrical

dpořené mj.ikaci a MŠMIC1101.

lupráce: metod přirostředí. optické int

a jejich exp

. října 2015,

maticemi, zače, tak nap

index lomu

rům a výsled

dentně význá přenosov

možní komostí OBK. líčovým boo vlákna.

ckém spoji ematický apnsceiverů. ýhodně poum filtrem, ap

tted optical Engineerin

grantovýmMT č. LD12

simulaci a

tenzity ve

erimentální

Zámecký ho

z nichž pak ř. k výpočtu

v centru GR

dkům:

namným pová rychlost

mplexní a

odem zavedTento úko

vyhovuje parát sloužíc

užít prvků vpod.).

beam: doctng and Com

mi projekty T2067 - Mod

měření tur

svazku na

ověření.

otel Třešť

k lze sestavu dovolenýc

GRIN čočky.

okrokem vet, vysoká d

korektní c

dení přijatéhol se řeší

požadavkůcí jak pro n

vláknové op

toral thesismmunication

TA ČR č. Tdelování šíř

rbulence atm

a fluktuaci

vit výslednoch změn úh

.;

e výzkumu dostupnost

charakteriza

ho optickéhspeciálním

ům maticovnávrh, tak pr

ptiky (WDM

. Brno: Brnn, Departme

TH01011254ření optickýc

mosférickéh

přijímanéh

ou hlu

a a

aci

ho mi

vé ro

M,

no nt

4- ch

ho

ho

76

Mu

NÁOP

AlČesBřee-mhttp

Ob

SyngentecvzhvyurezpozumfemsloSPOgen

Obr

Při rezrezSPO synv čnežimp

Prosigpřík

ultioborová k

ÁSOBENPTICKÉ

ena Zavaské vysoké ehová 7, 11mail: alena.zp://www.fjf

bor: Laserov

nchronní čenerovat vlnhniky je ohledem k usužití násobezonátoru. Názorováno p

možňující nmtosekundožitost systéOPO, možnnerace, který

r.1 Schéma di

běžném režzonátoru Lp

zonátoru (čeOPO impul= Lpump/n,

nchronnímučerpacím rezž opakovacípulzů SPOP

otože v nelnálový impklady násob

konference L

NÍ FREKÉHO PA

adilová, Vučení techn5 19 Praha [email protected]/

vá technika

erpání opticnově laditeopakovací fspořádání neení frekvencásobení opaoprvé u sy

násobení fvými Ti:saému (napřné uspořádáý je pak dos

odově čerpan

žimu SPOPpump, v kruherpacího i Slz. Při změn

nebo o u čerpání dozonátoru. Oí frekvence PO.

lineárním kpulz žádnýbení pro fak

ASER 55, 2

KVENCARAMET

Václav Kunické v Praz1

@fjfi.cvut.cz

a

ckého paramlné pikosek

frekvence gepřesahuje cí k němuž akovací frekynchronně čfaktorem 5afírovým la. odstraněn

ání viz Obr sažitelný i p

ého mode-loc

PO v lineárnhové konfiSPOPO) jsoně délky (v = 2Lpump/nojde po n o

Opakovací frčerpání, viz

krystalu beý zisk, je pktor 12 a 26

1. října – 23.

CÍ SYNCTRICKÉ

ubeček, Jaze, Fakulta j

z

metrického kundové a

generovanýc100 MHz. Tdochází při

kvence pomčerpané bar5 [2] a asery. Možnní optickýc1. Výhodoupro nízkový

ckovaného Nd

ní konfiguraiguraci pakou totožné a

našem přípn v kruhovobězích v Srekvence sigz Obr 2. Pr

ez současnépozorován jsou uvede

. října 2015,

CHRONNÉHO OS

an Šulc jaderná a fy

oscilátoru a femtosekuch a čerpaTento omezi přesném r

mocí tohoto rvivového l15 [3], oností, jak ch izolátoru takového sýkonové lase

d:YVO4 laseru

aci je délka Lk LOPO = 2a jednomu čpadě zkrácené konfigurPOPO rezognálových So faktor nás

ého průchoprůběžný

eny na Obr 3

Zámecký ho

NĚ ČERSCILÁT

yzikálně inž

(SPOPO) jundové impacích impulzující faktorozladění détzv. quasi-s

laseru [1]. oba však zvýšit celků), je pousystému je merové diody

u s SPOPO v k

LOPO SPOPLpump, opakčerpacímu iní) lineárníh

raci (n je onátoru, cožSPOPO impsobení n je

odu čerpacpokles inte

3.

otel Třešť

RPANÉHTORU

ženýrská

je efektivnímpulsy. Při

lzů totožnár může být pélek čerpacísynchronní Byly vyvinbyly čerp

kovou účinnužití vnitromimo jiné s

y [4].

kruhovém usp

O rovna dékovací frekimpulzu odho SPOPO celé číslo)

ž odpovídá pulzů je tedvygenerová

cího impulzenzity SPO

HO

í způsob, japoužití té

á a zpravidpřekročen pího a SPOPčerpání by

nuty systémány externnost a sníž

orezonátorovsnížení prah

ořádání

lce čerpacíhkvence obodpovídá jede

rezonátoru), ke kvazn-1 oběhů

y n-krát větáno n-1 sled

zu není prOPO signál

ak to

dla při PO ylo my ně žit vé hu

ho ou en

u o zi-ům tší dů

ro lu,

77

Mu

Obr

Obr

V npikpřeMedosodprezfrek

Pod

Vý

Re

[1]

[2]

[3]

[4]

ultioborová k

r. 2 Schéma S

r. 3. Oscilogra

našich expkosekundoveladitelném etodou kvazsaženo násopovídající ozonátoru bykvence od

děkování:

ýzkum byl p

ference:

J.P. Zheng,synchronouJ. Jiang, T.an improveO. Kokaberate femtos(2009) A. Zavadilosynchronou

konference L

POPO genera

amy čerpací (1

perimentechém diodparametrick

zi-synchronobení až fakopakovací fylo dosažen80 MHz po

podpořen GA

, U. Sen, D.Musly pumped Hasama, Sy

ed pumping ce, A. Esteban

second optica

ová, V. Kubeusly, intracav

ASER 55, 2

ace při kvazi-s

1064 nm) a SP

h byl pouově čerpkém osciláního čerpánktorem 13 frekvence 8no faktoru o 2 GHz.

AČR P102 /

M. Benensondye laser, O

ynchronouslyconcept, Optn-Martin, Mal parametri

eček, J-C. Divity, by a mo

1. října – 23.

synchronním č

POPO záření (

užit systémpaném Nátoru (1540ní pomocí vpro lineárn80 MHz ažnásobení a

/12 /P645 a

n, H.S. KwokOpt. Lett., 11 y pumped femt. Commun.,. Ebrahim-Z

ic oscillator p

iels, Picosecode-locked N

. října 2015,

čerpání. Fakto

(1540 nm) pr

m založenýNd:YVO4

0 nm) s nelivzájemné zmní konfiguraž 1 GHz. Paž 26, což

a RVO 68407

k, Observatio632–4 (1986

mtosecond op, 220, 193–2adeh, Extendpumped at 7

cond optical pNdVYVO4, las

Zámecký ho

or násobení n =

ro faktor násob

ý na SESAlaseru (

ineárním kměny délek

aci SPOPO,Pro kruhovž umožňuj

7700

on of periodi6) ptical parame02 (2003) ded-cavity, tu6 MHz, Opt.

parametric oser Laser Phy

otel Třešť

= 4.

bení n = 12 a

AM mode(10 W, 1krystalem Mk těchto rez, v daném u

vou konfiguje škálován

icity multipli

etric oscillat

unable, GHz Express, 17

oscillator puys. Lett., 4, 1

a 26.

e-lockované064 nm)

MgO: PPLNzonátorů byuspořádání uraci SPOPní opakova

cation in a

tor based on

-repetition-7, 15635–40

mped 103–8 (2007)

m a

N. ylo

je PO ací

)

78

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

SILOVÉ ÚČINKY LASEROVÝCH SVAZKŮ NA NESFÉRICKÉ ČÁSTICE

P. Zemánek1, O. Brzobohatý1, A. V. Arzola2, M. Šiler1, S. Simpson1, L. Chvátal1, P. Jákl1 1Optickémikromanipulačnítechniky,ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.Královopolská147,Brno612642InstitutodeFísica,UniversidadNacionalAutónomadeMéxico,Apdo.Postal20‐364,01000México,D.F.MéxicoTel.: +420 541 514 202, E-mail: [email protected], WWW: http://www.isibrno.cz/omitec/

Obor:optickémikromanipulace

Silové účinky světla na částici jsou založeny na výměně hybnosti mezi fotony a částicí, která vede k tzv. optické síle působící na částici. V případě nesférických částic je tato interakce obohacena i o výměnu momentu hybnosti mezi světlem a částicí. Vzniká tak moment síly, který působí na nesférickou částici a natáčí ji v laserovém svazku. Orientace částice však zpětně silně ovlivňuje optické síly, které na částici působí, a následně případnou rovnovážnou polohu částice ve svazku. Chování nesférické částice je tak mnohem komplexnější, než v případě kulových částic a vede k velmi zajímavých efektům. Obrázek 1 ukazuje uspořádání, kdy zlatá nanočástice ve tvaru hranolu s trojúhelníkovou podstavou je prostorově zachycena v slabě fokusovaném laserovém svazku s numerickou aperturou jen 0,2-0,37. Částice má tendenci se orientovat vzhledem k ose šíření svazku a směru polarizace laserového svazku. Tato orientace navíc závisí na vlnové délce chytacího svazku [1,2] a lze najít parametry, kdy nesférická částice je, na rozdíl od sférické, prostorově zachycena ve svazku [2].

Obrázek 1. Zlatá nanočástice přirozeného tvaru (žlutě) je zachycena v příčném směru na ose svazku a v podélném směru za ohniskem svazku. Podélná poloha nanočástice silně závisí na orientaci částice vzhledem ke směru šíření a polarizaci svazku. Objektiv a CCD kamera jsou umístěny kolmo ke směru šíření svazku a nanočástice je zobrazena jako světlý bod na tmavém pozadí. [1,2]. 

Obrázek 2 dokumentuje chování sféroidních mikročástic zachycených v protiběžných gaussovských svazcích (šířících se vodorovně) s opačnou orientací kruhové polarizace. V důsledku přenosu tzv. spinového momentu hybnosti ze svazku na částici dochází k rotaci částice kolem osy svazků. Současně je zde ukázán i jev optické vazby mezi dvěma sféroidy, které si udržují rozestup několika mikrometrů a jsou vzájemně otočeny o 90 st. Detailní teoretická studie odhaluje zákonitosti tohoto chování v závislosti na rozdílném tvaru či indexu lomu obou sféroidů [3]. Kromě uvedené konfigurace bylo pozorováno mnohem komplexnější chování více sféroidů, které kombinovalo translační pohyb celé opticky vázané struktury s její rotací [4].

79

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

Obrázek 2.Několik bočních pohledů na dva rotující a opticky zachycené a samouspořádáné sféroidy v interferujících protiběžných gaussovských svazích s opačným směrem kruhové polarizace. Levý (pravý) sloupec začíná v čase 8s (95,9s) od začátku stejného záznamu. Parametry experimentu byly následující: poloměr pasu gaussovských svazků 4,36 m, celkový výkon v rovině vzorku 85 mW, sféroidy měly poměr os vedlejší a hlavních poloos 0,65+/-0,02 a byly získány tepelnou deformací polystyrénových koulí o průměru 2 m [4]. Dosažené výsledky naznačují, že použití nesférických částic při jejich samouspořádávání světlem do opticky vázaných mikrostruktur, rozšiřují možnosti této metody, protože kromě statické mikrostruktury lze dosáhnout i struktur, které celé rotují nebo alespoň obsahují rotující komponenty. AutořiděkujízapodporuGAČR(GB14‐36681G).Reference[1]O.Brzobohatýetal.,Three‐dimensionalopticaltrappingofaplasmonicnanoparticleusinglownumericalapertureopticaltweezers,ScientificReports5,8106,(2015)[2]O.Brzobohatýetal.,Non‐sphericalgoldnanoparticlestrappedinopticaltweezers:shapematters,OpticsExpress23,8179,(2015)[3]S.Simpson,etal.,Opticalsynchronizationofcolloidaloscillatorsthroughangularbinding,zaslánodoPhysicalReviewA[4]O.Brzobohatýetal.,Complexrotationaldynamicsofmultiplespheroidalparticlesinacircularlypolarizeddualbeamtrap,OpticsExpress23,7273,(2015)

80

Multioborová konference LASER 55, 21. října – 23. října 2015, Zámecký hotel Třešť

JMENNÝ REJSTŘÍK

Acef Ouali 56 Biolková Viera 34 75 Brajer Jan 9 Čermák Adam 10 Číp Ondřej 12 16 22 38 40 53 62 Čížek Martin 12 16 22 25 53 Čižmár Tomáš 14 Du Burck Frederic 56 Holá Miroslava 16 38 Honzátko Pavel 18 Hrabina Jan 12 20 38 53 56 Hucl Václav 12 22 53 Jedlička Petr 25 Ježek Jan 27 58 Kašík Ivan 18 Klečka Martin 29 Kmetík Viliam 30 Kolařík Vladimír 32 Kolka Zdeněk 34 75 Kuboš David 36 Lazar Josef 12 16 38 53 Lešundák Adam 12 40 62 Lorenc Dušan 42 49 71 Mikel Břetislav 12 44 53 Moser Martin 46 Mrňa Libor 47 Noskovičová Eva 42 49 71 Oulehla Jindřich 51 Pavelka Jan 47 Pham Tuan Minh 22 53 56 Philippe Charles 56 Pilát Zdeněk 27 58 Pokorný Petr 60 Pravdová Lenka 12 22 62 Růžička Jan 64 67 Řeháková Martina 67 Řiháková Lenka 69 Slušná Lenka 42 71 Straka Václav 36 Šiler Martin 73 79 Velič Dušan 42 49 71 Wilfert Otakar 34 75 Zavadilová Alena 77 Zemánek Pavel 27 58 73 79

Mu

PA

ultioborová k

ARTNEŘ

konference L

ŘI A SP

ASER 55, 2

ONZOŘ

1. října – 23.

ŘI KONF

. října 2015,

FERENC

W

W

W

W

Zámecký ho

CE:

WWW.OPT

WWW.MIT

WWW.NW

WWW.BIN

otel Třešť

TIXS.CZ

T-LASER.C

WG.CZ

NSIDE.CZ

CZ

Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. - Akademie České republiky - Královopolská 147 - 612 64 - BrnoČeská republika - tel.: +420 541 111 - fax.: +541 514 402

Laserové svazky zaostřené do makrosvěta i mikrosvěta

Speciální technologie

Elektronová mikroskopie

Kryogenika a supravodivost

Lasery pro měření a metrologii

Elektronová litogra�e

Pokročilé výkonové laserové technologie

Měření a zpracování signálů v medicíně - MediSIG

Jaderná magnetická rezonance

Název: Elektronický sborník příspěvků multioborové konference LASER55

Editor: Bohdan Růžička

Vydavatel: Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i.

Vydáno v roce: 2015

Vydání: první

Náklad: ke stažení

Za obsahovou a jazykovou úpravu odpovídají autoři příspěvků.

ISBN 978-80-87441-16-9