E-sborník příspěvků konference LASER52 - ALISI

Transkript

Sborník příspěvků multioborové konference
LASER52
elektronická verze
© 2012, Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i.
ISBN 978-80-87441-09-1
9 788087 441091
Zámecký hotel Třešť, 31. října - 2. listopadu 2012
Sborníkpříspěvkůmultioborovékonference
LASER52
elektronickáverze
ZámeckýhotelTřešť,31.října–2.listopadu2012
©2012,ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.
ISBN978‐80‐87441‐09‐1
ÚVODNÍSLOVO
Laserjerelativněmodernínástroj,bezkteréhobyvelkáskupinavědeckých
experimentů,moderníchtechnologiíalékařskýchzákrokůnebylavůbecmožná.Vynález
laseruvšaknenízaseažtaknový,předdvěmaletyoslavilpadesátlet.Vdoběsvého
vznikusloužilspíšejakopouťováatrakce,zapůlstoletísvéexistencevšakstačilurazit
dlouhoucestu.
Vroce1962vlaboratoříchspolečnostiGeneralElectric,představilRobertN.Hall
světuemisikoherentníhosvětlazpolovodičovéhopřechodu.Letostedyoslavuje50let
odnarozeníprvnípolovodičovýlaser.
KonferenceLASER52navazujenaprvníročník,kterýpřipomněl50letod
vynálezulaseru.Cílemje,podobnějakominule,setkáníprofesionálůznejrůznějších
oborů,kteříkesvéprácivyužívajílaser.Pokudsetotopodaří,budemešťastni.
Děkujemezavašipodporu.
VBrnědne26.října2012
BohdanRůžička
zaorganizačnítým
Laserové svazky zaostřené do makrosvěta i mikrosvěta
Speciální technologie
Elektronová mikroskopie
Kryogenika a supravodivost
Lasery pro měření a metrologii
Elektronová litografie
Pokročilé výkonové laserové technologie
Měření a zpracování signálů v medicíně - MediSIG
Jaderná magnetická rezonance
Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. - Akademie České republiky - Královopolská 147 - 612 64 - Brno
Česká republika - tel.: +420 541 111 - fax.: +541 514 402
MultioborovákonferenceLASER52,31.října–2.listopadu2012,ZámeckýhotelTřešť
OBSAH
BeranJosef
BernatováSilvie
BrajerJan
BrzobohatýOto
BřezinaPetr
BuchtaZdeněk
ČechRadim
ČípOndřej
ČížekMartin
DvořáčekPavel
HálaAleš
HelánRadek
HoláMiroslava
HolíkMilan
HrabinaJan
HuclVáclav
ChmelíčkováHana
JáklPetr
JedličkaPetr
JežekJan
KaňkaJan
KlečkaMartin
KolaříkVladimír
LazarJosef
LešundákAdam
MikelBřetislav
MoserMartin
MrňaLibor
NěmečekStanislav
NovákJiří
LASERYVOPTICKÝCHKOMUNIKACÍCH
RAMANOVSKÁPINZETA
NÁVRHAOPTIMALIZACELASEROVÝCHTECHNOLOGIÍVE
VCSVTT
JEDNOSVAZKOVÁOPTICKÁTŘÍDIČKAMIKROOBJEKTŮ
ŠIROKOSPEKTRÁLNÍLASEROVÉZDROJE‐GENERACE
SUPERKONTINUA
AUTOMATNAKALIBRACIKONCOVÝCHMĚREK
LASEROVÉTECHNOLOGIEVOFTALMOLOGICKÉPRAXI–
AKTUÁLNÍSTAVAVÝHLED
METODAMĚŘENÍLINEARITYSTUPNICELASEROVÉHO
INTERFEROMETRUPOMOCÍFEMTOSEKUNDOVÉHO
HŘEBENEOPTICKÝCHFREKVENCÍ
STABILIZACEFEMTOSEKUNDOVÉHOLASERUPOMOCÍ
SOFTWAROVĚDEFINOVANÉHORÁDIA
INOVACEAVÝVOJPRODUKTŮVEFIRMĚLAO
TRANSFERTECHNOLOGIÍAKOMERCIALIZACEVÝSTUPŮ
LASEROVÝCHPROJEKTŮ
NÁVRHAVÝROBAVLÁKNOVÝCHDIFRAKČNÍCHSTRUKTUR
INTERFEROMETRKOMPENZUJÍCÍFLUKTUACEINDEXU
LOMUVZDUCHUVOSEMĚŘENÍ
STIMULOVANÝBRILLOUINŮVROZPTYLAJEHOVYUŽITÍ
ETALONYOPTICKÝCHFREKVENCÍ
JEDNOTKAPROMONITOROVÁNÍINDEXULOMUVZDUCHU
PROKOREKCEPŘILASEROVÉMMĚŘENÍDÉLKY
MĚŘENÍVLASTNOSTÍPOVRCHULASEREMNATAVENÉHO
DENTINU
VYUŽITÍPROSTOROVÉHOMODULÁTORUSVĚTLAKE
TVAROVÁNÍLASEROVÝCHSVAZKŮ
ELEKTRONIKAPROLASEROVÉSYSTÉMYAPŘÍKLADJEJÍHO
NESTANDARDNÍHOPOUŽITÍ
MIKROKAPÉNKOVÉLASERY
AUTOMATICKÉTŘÍDĚNÍMIKROOBJEKTŮNAZÁKLADĚ
RAMANOVSKÉPINZETY
FIRMALAO‐ PRŮMYSLOVÉSYSTÉMY,S.R.O.
POČÍTAČEMGENEROVANÉHOLOGRAMY‐CGH
LASEROVÉMĚŘICÍSYSTÉMYVNANOMETROLOGII
INSTRUMENTACEPROSPEKTRÁLNÍANALÝZU
MOLEKULÁRNÍABSORPCEPLYNŮPOMOCÍ
FEMTOSEKUNDOVÉHOHŘEBENEOPTICKÝCHFREKVENCÍ
SPECIÁLNÍOPTICKÁVLÁKNAAVLÁKNOVÉBRAGGOVY
MŘÍŽKY
MIT‐ LASERY,FOTONIKAAJEMNÁMECHANIKA
AKTIVNÍŘÍZENÍAOPTIMALIZACELASEROVÉHO
SVAŘOVACÍHOPROCESU
LASEREMMODIFIKOVANÉVLASTNOSTIPOVRCHŮ
APLIKACELASEROVÝCHMĚŘICÍCHMETODPŘIKONTROLE
KVALITYOPTICKÝCHSOUSTAVATVARUPOVRCHŮ
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
OulehlaJindřich
PilátZdeněk
PlasguraPetr
RandulaAntonín
RůžičkaBohdan
ŘeháčekJaroslav
ŠebestováHana
ŠilerMartin
ŠmídRadek
ŠvábekRoman
VondroušPetr
Jmennýrejstřík
Sponzoři
LIDTTESTYOPTICKÝCHKOMPONENTŮPŘIKRYOGENNÍCH
TEPLOTÁCH
OPTICKÉCHYTÁNÍJEDNOBUNĚČNÝCHŘASNA735‐1064
NM:HODNOCENÍOPTICKÉHOPOŠKOZENÍ
VYUŽITÍLASERUVUROLOGII
KLINICKÉVYUŽITÍPULZNÍHOLASERUVLÉČBĚ
ISCHEMICKÉCHOROBYDOLNÍCHKONČETIN
ALISI‐ APLIKAČNÍLABORATOŘEÚPTAVČR
ANALÝZALASEROVÝCHSVAZKŮ‐ INFORMACEUKRYTÁV
KOHERENCI
DETEKCEPENETRACELASEROVÝCHSVARŮVREÁLNÉM
ČASE
ROZPTYLLASEROVÉHOZÁŘENÍNANEHOMOGENNÍ
MIKROČÁSTICI:MODELOVÁNÍMETODOUKONEČNÝCH
PRVKŮ
STUDIUMMATERIÁLŮSNÍZKOUTEPLOTNÍROZTAŽNOSTÍ
ZAPOMOCÍOPTICKÉHOHŘEBENE
HILASE– NOVÉLASERYPROPRŮMYSLAVÝZKUM
STAVBAJEDNODUCHÉHOCNCLASERUPROVÝUKU
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
54
JosefBeran
PROFiberNetworkingCZs.r.o.
MeziVodami205/29,14300Praha4
Tel.733532226
e‐mail:[email protected]
www.profiber.eu
Obor:technickýspecialistaprodeje
Zkoumáníparametrůpolovodičovýchlaserůzpohledujejichpoužitelnostianasazenído
optickýchpřenosovýchsystémů.Možnostimodulacelaserůprozvyšovánípřenosové
kapacityoptickýchpřenosovýchsystémů.
Spektrumoptickýchpřenosovýchsystémůaprvkyoptickýchpřenosovýchtras.Optické
přenosovétechnologieasystémynovégenerace(WDM‐PON,koherentnísystémy,…).
Zdrojeoptickéhokoherentníhozáření–DFBlaseryprosystémysvysokouhustotou
přenášenéinformace–highspeed(100Gbit/s,400Gbit/satd.).
Dalšíoblastizájmusnabídkouspolupráce:
 Měřeníparametrůlaserů(spektrální,výkonové,polarizační)
 Konzultaceparametrůlaserůpropoužitívoptickýchkomunikacích
 ŠkoleníAkademievláknovéoptiky
 Měřicítechnikaprooptickékomunikaceavláknovouoptiku
9
RAMANOVSKÁPINZETA
SilvieBernatová,MojmírŠerý,JanJežek,ZdeněkPilát,
OtaSamek,FilipRůžička*aPavelZemánek
Optickémikromanipulačnítechniky,ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.
Královopolská147,61264Brno
email:[email protected],http://www.isibrno.cz/omitec
*LékařskáfakultaMUaFakultnínemocniceuSv.AnnyvBrně.
Obor:Ramanovskáspektroskopievkombinacisoptickýmchytáním
Optickémikromanipulačnítechnikyvyužívajícíopticképinzetynabízímnohounikátních
aplikací a metod, které umožňují prostorovou lokalizaci mikroobjektů (živé buňky),
manipulacisobjekty,bezkontaktníasterilníseparaciobjektů.Silněfokusovanýlaserový
vytváří tzv. optickou past, do které lze prostorově zachytit objekt. Kombinace optické
pinzety s Ramanovou spektroskopií (tzv. ramanovská pinzeta) poskytuje neinvazivní
prostorové mapování molekulárního složení vzorku. V poslední době se ukazuje, že
technika Ramanovy spektroskopie je extrémně výhodná pro mnohé studie
mikroorganismů a biologických vzorků. Zachycený organismus je bezkontaktně
izolován/přesunut do mikrofluidního kanálu/komory, kde je vystaven stresovému
prostředí (nutriční stres, působení antibiotik, ozařován krátkovlnným zářením atd.) a
současnějevreálnémčasesnímánajehoreakcenamolekulárníúrovni.
Vlnové délky laserů jsou zvoleny tak, aby nebyly absorbovány zachyceným
objektem a nepoškozovaly chycený objekt. Díky tomu je tato metoda neinvazivní a
sterilní,cožumožňujeidlouhodobésnímání(např.snímánízměnDNAprovícegenerací
jedinců). Popsaný koncept experimentu je zaměřen na jednu buňku což je výhodné
zvláštěupatogenů(např.kontaminacevody‐‐EnterococcusFaecalis,EscherichiaEoli).
VsoučasnostiužívámeramanovskoupinzetukestudiuzástupcůkmenůStaphylococcus
(Aureus, Hominis, Epidermidis atd) a Escherichia Coli. Některé ztěchto kmenů jsou
schopnyvesvémokolívytvářetbiofilm,kterýzpůsobujezvýšenouodolnostkpůsobení
antibiotik, a jejich rychlé rozpoznání významně urychluje úspěšnou léčbu. Obrázek 1
ukazuje rozlišení jednotlivých bakteriálních kmenů Ramanovou spektroskopií včetně
těch,kterétvoří
biofilm.
Obr. 1: Nalevo:
Analýza vzorku St.
Epidermidis biofilm
positivní (a117) a
biofilm
negativní
(fs53). Napravo:
Analýza
různých
kmenů
bakterií
Staphylococcus
(1‐Hominis,2‐Aureus,
3‐Epidemidis).
AutořiděkujízapodporuprojektůmTAČR(TE01020233)aGAČR(GAP205/11/1687).
 Detekcedynamickýchprocesůvreálnémčase,vyhodnoceníexperimentu.
 Návrhexperimentu,tvorbaexperimentálnísestavy.
10
VCSVTT
JanBrajer,RadkaBičišťová,RomanŠvábek
VCSVTT,Fakultastrojní,ČVUTvPraze
Horská3,12800Praha2;tel:224359224;
e‐mail:[email protected];
tel.:736288646
web:www.rcmt.cvut.cz
Obor:Výzkum,vývojaaplikacelaserovýchtechnologií
VCSVTT ‐ Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii bylo
založeno v roce 2000. Je samostatným pracovištěm Fakultystrojní ČVUTvPraze a je
podporováno z prostředků MŠMTČR. Hlavním cílem VCSVTT je vytvářet profesionální
adobřevybavenévýzkumné,vzdělávacíaškolícípracoviště.Dalšímidůležitýmicílyjsou
výzkum nových řešení a perspektivních technologií, které jsou následně uplatnitelné
v průmyslové sféře, a výchova mladých profesionálních odborníků. Ti jsou schopni
konzultovattechnicképroblémyapomáhajíprůmysluvyvinoutnovougeneracivýrobků
protuzemskýizahraničnítrh.
Skupina Laserových technologií ve VCSVTT se zabývá výzkumem, vývojem a
praktickýmuplatněnímlaserovýchtechnologiíprokonkrétnístrojírenskéaplikace.
Jednásezejménaonásledujícítechnologie:
‐popisování‐kovy,plasty,sklo,keramika
‐mikrofrézování,gravírováníaleštění
povrchukovůakeramiky
‐řezánípřesnýchtvarůadílů
‐vrtánímalýchotvorů
‐svařováníocelí,vybranýchdruhůplastů
aobtížněsvařitelnýchmateriálů
‐tepelnézpracováníslitinželezaahliníku
‐povlakovánílaserem‐tvrdonávary
VCSVTTmáprovýšeuvedenétechnologievesvýchlaboratoříchkdispozicidva
pevnolátkovéNd:YAGlaserysmaximálnímivýstupnímivýkony50Wa550W.
Zájemcůmzprůmysludálenabízímeslužbymetalografickélaboratoře,měřenítvrdosti
amikrotvrdostiazkouškyopotřebenítřenímvtribologickélaboratoři.
11
OtoBrzobohatý,VítězslavKarásek,MatinŠiler,LukášChvátal,
TomášČižmár*aPavelZemánek
tel.541514284,email:[email protected],http://www.isibrno.cz/omitec
*SchoolofMedicine,UniversityofSt.Andrews,Scotland
Obor:Optickémikromanipulace
Optické síly, které vznikají vdůsledku rozptylu laserového svazku na částicích, lze
kroměprostorovélokalizacečásticesvětlemvyužítikseparacičásticrůznýchvlastností
nebo kuspořádávání částic do koloidních struktur poutaných světlem. Prezentovaná
jednosvazková třídička kombinuje všechny tři zmíněné aplikace. Využívá speciální
konfigurace širokého laserového svazku, který se odráží zrcadlem zpět pod malým
úhlem vzhledem ke svazkudopadajícímu. Navržená geometrie umožňuje ovlivňovat
pohyb částic vrovině rovnoběžné se zrcadlem polarizací dopadajícího svazku. Lze tak
dosáhnout usměrněného pohybu částic napříč svazkem, vytvoření opticky vázaných
útvarů,kterésesamovolněroztřídípodlejejichvelikostičiuspořádání
Obrázek 1. Části a) a b) ukazují třídění heterogenní suspenze polystyrenových částic změnou
polarizace dopadajícího svazku. Část c) ukazuje trajektorie jednotlivých částic vprůběhu
třídění,d)pakprocentuálnívytříděnostsuspenze.
AutořiděkujízapodporuprojektůmGAČR(GA202/09/0348)aTAČR(TE01020233).
12
ŠIROKOSPEKTRÁLNÍLASEROVÉZDROJE–GENERACE
SUPERKONTINUA
PetrBřezina
Obchodník
LAO‐průmyslovésystémy,s.r.o.
NaFloře1328/4,14300Praha4
Tel:+420241046821
Mob.:+420603194037
E‐mail:[email protected]
Skype:lao.p.brezina
web:www.lao.cz
Obor:lasery,optika,optomechanika,detektoryadalšípřístroje(obchodník)
Lasery s generací superkontinua vytvářejí na výstupu bílé světlo s vlastnostmi laserového
svazku a spektrální šířkou lampy v rozsahu od 400 do 2400nm. 13
ZdeněkBuchta
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.,Odděleníkoherenčníoptiky
Královopolská147,Brno
tel:541514255,e‐mail:[email protected],web:www.isibrno.cz
Obor:Laserováinterferometrie,Interferometrienízkékoherence,Základnía
průmyslovámetrologie
TýmemvědeckýchpracovníkůatechnikůzÚPTAVČRv.v.i.abrněnskéfirmyMesing
spol.sr.o.bylnavrženasestavensystémprobezkontaktníkalibracia3Ddiagnostiku
koncovýchměrek.Tentosystémzavádídopraxezcelanový,dnesjižpatentově
chráněný,principkalibracedélkykoncovéměrkypomocíkombinacebíléhoa
laserovéhozáření.
Narozdílodsoučasnýchkalibračníchmostů,kdejeměrkapodrobena
dotykovémuměřeníanáslednémusrovnánístzv.referenčníměrkou,případněsystémů,
kdyjekoncováměrkapřisátanareferenčníplošeajakodélkaměrkyjeprezentována
optickyměřenávzdálenostmezireferenčníplochouavolnýmčelemkoncovéměrky,jeu
tohotopřístrojeměřeníprovedenobezdotykověpouzepomocíbíléhosvětlaazáření
Helium‐Neonovéholaseru.Délkaměrkyjetakurčenabezkontaktněaspřímou
návaznostínadefinicijednotkydélkyjedenmetr.Díkydůmyslnémusystémuna
manipulaciskoncovýmiměrkamijeměřeníplněautomatické.
Díkysnímánípovrchučelměrkyprostřednictvímkamery,lzezároveňpřesně
zmapovatstrukturyoboupovrchůměrkysrozlišenímněkolikadesíteknanometrů,což
jedalšípřidanáhodnotatohotoexponátuvůčistávajícímsystémům.Zařízenívznikloza
podporyspolečnéhoprojektuMPO2A‐1TP1/127„Výzkummetoddiagnostiky
koncovýchměrekpropřesnéstrojírenství,Českéhometrologickéhoinstitutuafirmy
MESING,spol.sr.o.
PrezentovanézařízeníbylonaMezinárodnímstrojírenskémveletrhuvBrně2012
oceněnozlatoumedailípronejlepšíinovačníexponátvzniklýprokazatelněvesmluvní
spoluprácifiremstuzemskouvýzkumnouorganizací.
ProjektbylřešenzapodporyGrantovéagenturyČeskérepubliky,projekt
GP102/09/P293,GAP102/11/P819aGP102/10/1813,Ministerstvaprůmyslua
obchodu,projektč.2A‐1TP1/127aEvropskékomiseaMinisterstvaškolství,mládežea
tělovýchovy,projektč.CZ.1.05/2.1.00/01.0017,CZ.1.07/2.4.00/31.0016aLC06007.
14
RadimČech1,MiroslavPřádka2
NemocniceveFrýdku–Místku,p.o.,Beskydskéočnícentrum
El.Krásnohorské321,73818Frýdek–Místek1
(+420‐558‐415‐000,[email protected],[email protected],www.nemfm.cz)
Obor:oftalmologie1,management1,2,patologie2.
Očnílaseryseběžněpoužívajívklinicképraxijižod80‐týchletminuléhostoletí.Takévrámci
NemocniceveFrýdku–Místku,p.o.,atovBeskydskémočnímcentru(BOC),jižřaduletrutinně
používáme kléčbě pacientů laserové přístroje. Sohledem na spád našeho pracoviště, který je
představovántakřkaceloujižnípolovinouMoravskoslezskéhokrajesccapůlmilionemobyvatel,
jsou zákroky svyužitím laserové technologie vBOC četné. Každý týden provádíme několik
desíteklaserovýchošetřeníkoagulačnímlaserem,kterýsepoužívákléčenísítniceudiabetické
retinopatie,cévníchočníchpříhod,degenerativníchonemocněnísítnice,glaukomu,trhlinsítnice,
aj.TentolaseružívámevkombinacisNdYAGlaseremdálekléčběakutníhozáchvatuglaukomu
nebo jako prevenci takového záchvatu. NdYAG laser, který má charakter fotodysruptivního
laseru,serovněžvelmiúspěšněpoužívákléčběsekundárníhošedéhozákalu.
VBOCjakovjednomzmálaočníchpracovišťvČeskérepublicemámeodroku2007kdispozici
SLT laser. Léčí se sním tzv. selektivní trabekuloplastikou řada forem glaukomu sotevřeným
úhlem.Jednáseovelmimodernízpůsobléčbyzelenéhozákalu.Taktoošetřenípacientinemusí
každodenně kapat oční kapky nebo se sníží frekvence jejich užití, benefitem je také zvýšení
pacientovapohodlípřiléčběasníženínákladůzaléky.
Od začátku 90‐tých let 20.století se běžně užívají tzv. excimerové lasery kprovádění
komerčních refrakčních výkonů na rohovce. Těmito výkony se ruší nebo razantně snižují
refrakční úchylky jako je krátkozrakost (myopie), dalekozrakost (hypermetropie), vadné
zakřivení rohovky (astigmatismus). Pacienti pak vidí ostře bez dosavadní nezbytnosti nosit
brýle.Uvedenýlaserový operační výkonsevposledníchletechzdokonalilužitímdalšínovinky
voční laserové technologii, tzv. femtosekundového laseru. Tento laser se chová jako velmi
přesnýnůž,kterýnamikronovéúrovnivytvořírohovkovoulamelu.Tasedříve,předpoužíváním
excimerového laseru, musela na povrchu rohovky seříznout mechanicky ‐ podstatně méně
přesněahlavněriskantněji.
Vývoj dalších variant femtosekundového laseru přináší zřejmě revoluční změnu uoperace
šedého zákalu očního (katarakty) ‐ zkalené oční čočky. Femtosekundový laser již dnes tuto
nitrooční mikrochirurgickou operaci významně zpřesňuje azjemňuje stím, že dokáže nahradit
operačnínástrojezatímutřípodstatnýchčinnostívpostupuoperace:
1)velmipřesněajemněvytvořínutnévstupnírohovkovéotvory;
2/dopředníhočočkovéhopouzdra„vyřeže“přesněvelkýapřesněcentrovanýcirkulárníotvor;
3/ velmi bezpečně „nakrájí“ zkalené tvrdé jádro čočky tak, že se vytvořené velmi drobné
fragmenty mohou z oka mikrootvory odsát. Částečně, ale významně tak nahrazuje energii
ultrazvuku,tzv.fakoemulzifikaci,kterousedosudjádrodrtí.
FemtosekundovýlaserprooperacikataraktysevČeskérepublicetestujeodjaraletošníhoroku
na několika vybraných klinikách a privátních pracovištích. My vBOC, kde rovněž provádíme
velkokapacitní operativu šedého zákalu již řadu let na špičkové úrovni, plánujeme vnejbližší
doběnákupainstalacitohototypulaseru.Výhodoupakmůžebýtjehopřípadnédalšítechnické
zdokonalení aověřování vklinické praxi včetně možnosti kombinace jeho funkcí
soperativoulaserovýchrefrakčníchvýkonůnarohovce.
 Využitílaserovétechnologievezdravotnickýchprovozech
15
INTERFEROMETRUPOMOCÍFEMTOSEKUNDOVÉHOHŘEBENE
OPTICKÝCHFREKVENCÍ
OndřejČíp
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.,Koherenčníoptika
Královopolská147,61264Brno,541514253,[email protected],www.isibrno.cz
Obor:Koherentnílaseryainterferometrie,pulsnílasery
Vsoučasnosti se přesouvá metrologická kvantifikace geometrických rozměrů
zmakrosvěta,tedynašehookolí,kterévnímámenašímzrakem,dooblastiminiaturních
objektů. Ktomu nám slouží především elektronové mikroskopy a vposlední době i
mikroskopy atomárních sil, tzv. AFM (Atomic Force Microscopes), do nichž je vložen
zkoumaný vzorek a přesným polohováním měřicí sondy se zjišťuje profil povrchu či
strukturasloženívzorku.Pokudvšakmábýtobrazvzorkuvsouřadnémsystémupopsán
stzv. metrologickou návazností, musí být polohovací stůl opatřen laserovými
interferometry,kterévyužívajízářenístabilizovanéholaseruopřesnědanévlnovédélce.
Zároveň však musí být zajištěno, aby tyto interferometry pracovaly svynikající
linearitoustupnice,tj.bylyschopnyvpožadovanémrozsahuměřenísdělitvěrnýúdajo
aktuální vzdálenosti vřádu jednotek či desetin nanometrů. Pro tyto účely slouží
linearizační metody, které odstraňují nedostatky, jak voptické, tak i signálové části
zpracovánítěchtointerferometrů.
Vnašem příspěvku představujeme metodu měření linearity stupnice inkrementálního
interferometrupomocíkomparacestzv.optickýmrezonátorem.Optickýrezonátorpatří
mezinejcitlivějšíměřicísystémyprozjišťovánídélkyaprotojetentorezonátorvnašem
experimentu navázán na úzkopásmový laditelný laser, který je dále směšován
sfemtosekundovým hřebenem optických frekvencí scílem získat přesnou hodnotu
optickéfrekvenceladitelnéholaseru.Díkyspeciálníkonfiguracioptickéhorezonátorua
inkrementálního interferometru jsme schopni proměřit linearitu jeho dvou
interferenčníchproužků.Našeměřeníprokazuje,žepokudsepoužijenašelinearizační
metoda pro inkrementální interferometr, pak je tento interferometr schopen pracovat
slinearitoustupnicelepšínežněkolikdesetinnanometru.
PrácevzniklazapodporyGAČRGP102/10/1813aMŠMTCZ.1.07/2.4.00/31.0016.
 Přesnéměřenídélekpomocílaserů
 Využitístabilníchpulsníchlaserů
16
MartinČížek
ÚPTAVČR,v.v.i.,odděleníkoherenčníoptiky
Královopolská147,Brno,62164
+420541514249
[email protected]
Obor:Analogováadigitálníelektronika,zpracovánísignálů,femtosekundovélasery,
syntezátoryoptickýchfrekvencí
Příspěvek se zabývá stabilizací femtosekundového laseru systémem založeným
na softwarově definovaném rádiu. Vpřípadech, kdy chceme optické frekvence
generované optickým frekvenčním hřebenem navázat na přesný radiofrekvenční (RF)
normál (GPS, H‐maser, apod.), se využívá ktomuto účelu RF výstup tzv. f‐2f
interferometru připojeného koptickému výstupu fs‐laseru. Výstupem f‐2f
interferometru jsou 2 hlavní produkty nelineárního směšování komponent optického
hřebene. Frekvence prvního zázněje vzniklého vzájemným směšováním od sebe stejně
vzdálených komponent odpovídá repetiční frekvenci fs‐laseru frep. Druhý zázněj pak
vzniká směšováním 1. a 2. harmonických složek jednotlivých komponent výstupního
optickéhospektrafs‐laseru,jehofrekvencepakodpovídáoffsetovéfrekvencioptického
frekvenčního hřebene fceo. Jak frep tak fceo jsou laditelné elektricky, lze tak realizovat
elektronické regulační smyčky pro jejich stabilizaci. Frekvenci frep lze ladit změnou
napětí na piezoelektrickém elementu ovládajícím délku kavity fs laseru, změny fceo lze
docílitladěnímčerpacíhoproudulaserovédiody.
Tradiční přístupy ke stabilizaci těchto frekvencí podle přesných RF normálů
využívají fázové závěsy realizované pomocí analogových obvodů jako jsou směšovače,
fázové detektory, integrátory apod. Na oddělení koherenční optiky ÚPT byl vyvinut
systémprodigitálnístabilizacifs‐laseru.ElektronikačástizpracovávajícíRFvýstupf‐2f
interferometruaregulujícíoffsetovouarepetičnífrekvencijerealizovánapomocípřímo
vzorkujícíhosoftwarovědefinovanéhorádia.Jednímzhlavníchpřínosůtohotořešeníje
velké zjednodušení celého stabilizačního řetězce. Vprezentované konfiguraci
jestabilizační hardware tvořen pouze počítačem vybavenýmvysokorychlostní
digitalizační kartou, jejíž vzorkovací kmitočet je odvozen od přesného RF normálu,
akartou sD/A převodníkem. Samotné zpracování vysokofrekvenčního signálu
aregulace offsetové a repetiční frekvence je řešeno softwarově. Realizovaný systém je
schopensoučasněvreálnémčasezpracovávat2nosnéfrekvencevpásmu0–250MHz.
Kmitočtový rozsah regulace je 0 – 100 Hz. Dlouhodobé standardní odchylky offsetové
frekvence stabilizované digitálním systémem jsou vřádu 104 Hz, odchylky repetiční
frekvencejsouvřádu10‐3Hz.
Dalšíoblastizájmusnabídkouspolupráce:Digitálnízpracovánísignálu,vývojsoftwaru
vC/C++/C#aMatlab,mikroprocesorovátechnika,laserováinterferometrie
Poděkování:TatoprácejepodporovánaprojektyGAČRč.GAP102/11/P819aGPP102/12/P962.Pilotní
experimentálnísestavabylapodpořenaprojektyGAČRč.GP102/10/1813,projektyMPOč.FR‐TI2/705a
FR‐TI1/241aprojektemTAČRč.TA01010995.PrácejerovněžpodporovánaprojektemEvropskékomise
aMŠMTč.CZ.1.05/2.1.00/01.PrezentacevýsledkůjepodporovánaprojektemEvropskékomiseaMŠMTč.
CZ.1.07/2.4.00/31.0016.
17
PavelDvořáček
ManagerServisu
Tel:+420241046820
Mob.:+420603410944
web:www.lao.cz
Obor:servislaserůapřístrojůprovědeckéiprůmyslovéaplikace,technickápodpora,
instalace,uživatelskáabezpečnostníškolení(managerservisu)


Nové produkty firmy LAO vyvíjené na zakázku pro konkrétní aplikaci a zákazníka. Inovace stávajících produktů a jejich zlepšení či snížení pořizovací ceny při zachování nebo zvýšení kvality. Aktuálně se jedná o 3 projekty: Optický nůž, Laser combiner, Řezací 2D plotr 18
AlešHála
FyzikálníústavAVČR,v.v.i.
VedoucíCITT
NaSlovance2,18221Praha8,
Tel:+420266051288,
Mob.:+420702004931,
Email:ales.hala@eli‐beams.eu,
Web:www.isibrno.cz
Obor:transfertechnologií,lasery






RegistraceasprávaIPR(patenty,užitnévzory)
Komercializace(zakázkovývýzkum,licencování,prodej,pronájempřístrojů)
Legislativně‐právnípodpora(NDA,obchodnísmlouvy)
Autorsképrávo,ochrannéznámky(konzultace,praktickáaplikace)
Spin‐off(právníporadenství,tvorbabusinessplánu,tržnípotenciál)
Marketingapropagace
 Externí(přímájednáníazastupování,veletrhy,konference,roadshow)
 Interní(osvěta,informace)
19
RadekHelán
NETWORKGROUP,s.r.o.
Olomoucká91,62700Brno
GSM:736625363
mail:[email protected]
http://www.nwg.cz
Obor:Výzkumavývojoptickýchprvkůasenzorů
Optickévláknovémřížkyjsoujednímzezákladníchprvkůmnohasenzorovýcha
telekomunikačníchsystémů.JednouzčinnostífirmyNETWORKGROUPjenávrh,vývoja
výrobavoblastivláknovýchdifrakčníchstrukturajejichnáslednýchaplikacích.Pro
návrhjednoduchýchisložitýchdifrakčníchstrukturfirmavyužívávlastnívyvinutý
software,kterýjeschopenpostupnouanalýzouurčitoptimálnívýrobníparametry
složitédifrakčnístrukturyvoptickémvlákněnazákladězadanéhopožadovaného
spektraodrazivosti.
Vsoučasnédobětakéfirmadisponujezařízenímprovýrobujednoduššíchvláknových
difrakčníchstruktur(FBG,tiltedFBG,chirped,FBG,atd.).Kzápisuvláknovýchmřížekje
použitametodabočníhoosvituUVlaserempřesfázovoumasku.Zdrojemzapisovacího
svazkujeexcimerovýKrFlaserCoherentCompexPro110snestabilnímrezonátorem.
SamotnýzápismřížekjerealizovánvzapisovacístaniciLML‐FBG‐100,kterázaručuje
vysocepřesnéaopakovatelnéprostorovéuspořádánívýrobníchsoučástí,monitorování
vlastnostíUVsvazkuakontroluvýrobníhoprocesu.Kroměsamotnévýrobnístanicetaké
firmadisponujedalšímipotřebnýmizařízenímipropřípravuvýrobníhoprocesua
následnéhozpracování.Prozvyšovánífotocitlivostivlákenjevýrobnílaboratoř
vybavenadvojicíhydrogenačníchkomor,zařízenímprostripovánívláken
nemechanickoucestougarantujícímaximálnízachovánípevnostníchparametrů
připravenéhovlákna,svářečkouumožňujícísvářeníiPMvlákenazařízenímpro
recoatingvyrobenýchmřížekasvárů.Dobudoucnasepřipravujerozšířenísystémutaké
provýrobuLPFGasložitějšíchdifrakčníchstruktur.
VedlenávrhuavýrobyvláknovýchdifrakčníchstruktursefirmaNETWORKGROUP
zabývádalšímivývojovýmiaktivitami,předevšímvoblastioptickýchsenzorových
systémů.AktuálněběžíprojektTA01030859„Vývojnovéhotypusenzorunabázizměny
vlastnostíoptickýchvlákenproaplikacivsystémechvysokorychlostníhodynamického
váženívozidelnasilničnísíti“spolufinancovanýTechnologickouagenturouČRvrámci
programuAlfaaprojektOPPI„Zavedeníinovaceproduktuaprocesuvoblasti
elektronickýchblokůaoptickýchsenzorů“.
 Nabízímespoluprácipřivývojiavýroběsenzorůzaloženýchnavláknových
mřížkáchasystémůprojejichvyhodnocování
 NabízímespoluprácivevývojiaplikacívyužívajícíFBGaTFBG
 NabízímezakázkovouvýrobuFBGaTFBG
 HledámespoluprácivoblastivýrobyfázovýchmasekprovýrobuFBG
 Hledámeknow‐howvoblastizápisuFBGintereferenčnímetodou
20
INTERFEROMETRKOMPENZUJÍCÍFLUKTUACEINDEXULOMU
VZDUCHUVOSEMĚŘENÍ
MiroslavaHolá
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.
Královopolská147,61264Brno,tel.:+420541514127,email:[email protected]
Obor:Interferometrie
Tatointerferometrickátechnikajezaloženanadiferenciálníuspořádáníproměření
vatmosférickýchpodmínkách.Hlavnídůvodrozvojetétovelmipřesnétechnikyvychází
zoblastinanometrologie.Klíčovýmzdrojemnejistotpřioptickémměřeníjsoufluktuace
indexulomuvzduchu.Hodnotatétonejistotysepohybujenaúrovni10‐6přinepřímém
vyhodnocenízfyzikálníchparametrůatmosféry.Našetechnikajezaloženanaprincipu,
kdyreferenčnídélkainterferometrickésestavyjeodvozenaodmechanickézákladny,
kterájevyrobenasmateriálusvelminízkýmkoeficientemteplotníroztažnosti
pohybujícímsenaúrovni10‐8.Tatotechnikaumožňujesledovatzměnyindexulomu
vzduchupřímovoseměřícíhosvazkuazároveňjekompenzovat.
Optickásestavaseskládázetříinterferometrickýchjednotek,kterémajístejnoudráhu
laserovéhosvazku.Dvěměřídiferenciálníposunutí,zatímcotřenívyhodnocujezměny
vcelémrozsahuměření,představujerefraktometr.
AutorkaděkujezapodporuprojektuTAČR:TE01020233.
21
Multioborová konference LASER 52, 31. října – 2. listopadu 2012, Zámecký hotel Třešť
STIMULOVANÝ BRILLOUINŮV
BRILLOUINŮV ROZPTYL A JEHO VYUŽITÍ
Milan Holík
PROFIcomms s.r.o.
Olomoucká 91, 627 00 Brno
777192168
[email protected]
http://www.proficomms.cz
Obor: Vývoj optických a elektronických prvků a jednotek.
Při šíření světla v optickém vlákně
vlákn dochází nejen k vedení světla,
ětla, ale i k jeho rozptylu a
disperzi. Z důvodu těchto
ěchto ztrát energie vykazují i ty modernější single-mode (SM) vlákna
jistý útlum laserového svazku, který jimi prochází. V roce 1922 Léon Brillouin ve své
disertační
ní práci poprvé popsal jev dnes známý jako Brillouin
Brillouinův
ův rozptyl. S rozšířením
optických komunikačních
čních tras se stále častěji výzkum zaměřuje
ěřuje na odstran
odstranění ztrát při šíření
světla v optických vláknech způsobených
zp
nelineárními jevy. Nelineární jevy mezi, které patří
Ramanův a Brillouinův
ův rozptyl a samofázová m
modulace
odulace je možné využít ve vláknových
zesilovačích.
ích. Pro zesilování optických signál
signálů přímo ve vlákněě se využívá Raman
Ramanův rozptyl.
Tyto zesilovačee jsou známé jako EDFA pro C-pásmo (1550nm) nebo C+L pásmo (1550nm a
1600nm), PDFA pro O-pásmo (1310nm), TDFA pro S-pásmo (1480nm). Brillouinův rozptyl
má využitelný význam až jako stimulovaný Brillouinův
Brillouin v rozptyl (SBS). P
Při SBS dochází díky
vlivu elektrostrikce k přeměně
přem
energie fotonů procházejících vláknem na změnu
zm
hustoty
materiálu vlákna tzv. fonon. Tímto způsobem
zp sobem je možné vytvář
vytvářet ve standardních
komunikačních
ních vláknech dynamické braggovy vláknové m
mřížky s dlouhou periodou (DFBG).
Základní simulace ukázala velikost změny
zm ny hustoty materiálu vlákna ppři SBS. Se změnou
hustoty přímo
ímo souvisí změ
změna indexu lomu. Situace způsobená
sobená SBS v materiálu je na Obrázek
1. SBS nastane při
ři interakci dvou proti sob
sobě jdoucích laserových
ých svazků.
svazk Jedná se o
pumpovací a tzv. Stokesův
Stokesů laserový svazek, přičemž
emž akustická vlna se ší
šíří ve směru vlny
Stokesovy. Na Obrázek 2 je průběh změny hustoty materiálu při
ři SBS. Vytvoření
Vytvo
DFBG
naráží na dva základní problémy. První je výkon optických svazků,
svazk který se pohybuje
svazků
v řádech
ádech 100mW a druhý je frekvence optického modulátoru, který by měl
m mít ideálně
100GHz a vyšší modulační
modulační frekvenci. Motivací pro vývoj DFBG je možnost jejich využití
jako základního prvku pro spektrální analyzátory. Kde by DFBG sloužila jako laditelný
vláknový filtr a nahradila tak stávající spektrální filtry založené na Fabry-Perotově
rezonátoru.
Obrázek 1 Schematické znázornění stimulovaného Brillouinova
rozptylu v optickém vlákně
Obrázek 2 Výsledek simulace změny hustoty materiálu
vlákna při stimulovaném Brillouinově rozptylu
Poděkování:
Realizováno s podporou TAČR z projektů TA01030859, TA01010995.
22
JanHrabina
Královopolská147,61264Brno,tel.:+420541514127,email:[email protected]
Obor:Frekvenčnístabilizacelaserů,absorpčníkyvety
Návrhazakázkovávýrobaabsorpčníchkyvet–etalonůoptickýchfrekvencípoužívaných
předevšímklaserovéspektroskopiiakfrekvenčnístabilizacilaserů–patříktradičnímu
a stále rozvíjenému oboru na oddělení Koherenční optiky ÚPT AV ČR, v.v.i. Původní
technologie vyvinutá pro plnění kyvet superčistým molekulárním jodem byla dále
rozvíjena a aplikována na celou řadu dalších absropčních médií pokrývajících značnou
část spektra optických kmitočtů současných laserů – acetylen pro telekomunikační
pásma,rubidiumproaplikacevoborumagnetickérezonance(generacehyperpolarizo‐
vanéhoxenonu),metan,cesiumadalší.Napřáníjemožnonavrhnoutavyrobitikyvety
plněnéjinýmiizotopyplynůatovčetněkontrolytlakumédiauvnitřkyvetyapřípravy
antireflexníchvrstevnaoptickýchokénkách.
Hlavnískupinoustálezůstávajíkyvetyplněnémolekulárnímjodem,sloužícípředevším
prostabilizacilaserůpracujícíchveviditelnéčástispektra–vlnovýchdélkách515,532a
633 nm. Sohledem na unikátní technologické postupy umožňující dosáhnutí čistoty
absorpčního média na špičkové úrovni vkombinaci s možností evaluace čistoty média
přímo vnaší laboratoři nachází tyto kyvety uplatnění na vědeckých a metrologických
pracovištíchpocelémsvětě.
Současný výzkum voblasti absorpčních kyvet na našem ústavu představují práce na
nových materiálech použitelných pro jejich výrobu a rovněž technikách
zjednodušujících uplatnění kyvet v experimentech. Jako velmi perspektivní se jeví
použití fotonických vláken plněných absorpčními médii. Tento přístup dovoluje
především dosáhnutí téměř libovolných interakčních délek laserového záření
sabsorpčnímplynem.
Poděkování
Tento výzkum je podpořen granty GAČR: GPP102/11/P820 a GA102/09/1276, AV ČR
KAN311610701, MŠMT CZ.1.05/2.1.00/01.0017 a LC06007, Evropským sociálním
fondem a národním rozpočtem ČR CZ.1.07/2.4.00/31.0016, TAČR TA02010711 a
TE01020233.
 Výrobakyvetplněnýchizotopickyčistýmiplyny
 Frekvenčnístabilizacelaserů
 Laserováinterferometrie
 Laserováspektroskopie
23
VáclavHucl
Obor:Koherentnílaseryainterferometrie
Index lomu vzduchu je významná veličina, která má vliv na přesné laserové měření
délky voblasti nanometrologie. Jelikož laserová měření jsou často prováděna při
podmínkáchběžnéatmosféry,jenutnézměnyindexulomuvzduchusledovataprovádět
korekce laserového měření. Prezentovaná práce popisuje jednotku pro monitorování
indexu lomu vzduchu určenou kpoužití vlaserových měřicích soustavách. Jednotka
pracujenaprincipuměřeníteploty,tlakuavlhkosti,zekterýchsevreálnémčasepočítá
aktuálníhodnotaindexulomuvzduchupomocíupravenéEdlenovyformuleprovlnovou
délku633nm.Jednotkadáleobsahujetřiteplotníčidlapromonitorováníteplotyobjektů
vdůležitýchmístechměřicísoustavy.
Při návrhu jednotky byl kladen důraz na malé rozměry měřicí jednotky za účelem
snadnémontážedoměřicísoustavyanavelminízkývýkonovýodběrelektroniky,takže
jednotkavelmimálotepelněovlivňujelaserovéměření.
Vrámci práce proběhlo také ověření činnosti pomocí přímé metody detekce hodnoty
indexulomuvzduchupomocílaserovéhorefraktometrusevakuovatelnoukyvetou.
PrácevzniklazapodporyMPOFR‐TI2/705aMŠMTCZ.1.07/2.4.00/31.0016.
 Návrhakonstrukceelektronikyprozpracovánísignálů
 Programovánímikrokontrolérůasignálovýchprocesorů
24
DENTINU
HanaChmelíčkováa,HanaŠebestováa,HelenaHiklováa,
LenkaŘihákováb
aFyzikálníÚstavAVČR,SpolečnálaboratořoptikyUPaFZÚAVČR,17.listopadu50a,
77207Olomouc,tel.:585631516,e‐mail:[email protected]
bUniverzitaPalackéhovOlomouci,Přírodovědeckáfakulta,RCPTM,SLOUPaFZÚAVČR,
17.listopadu50a,77207Olomouc,tel.:585631677,e‐mail:[email protected]
Obor:aplikovanývýzkumlaserovýchtechnologií
Interakcelaserovéhozářeníovlnovédélce=1064nmsezubnímitkáněmiajejí
využitíproterapeutickéúčelyjestudovánanamnohavýzkumnýchpracovištích.Jednou
zmožnýchaplikacíjeléčbazvýšenécitlivostiodhalenýchzubníchkrčkůuzavřením
dentinovýchtubulůtaveninou,generovanoupoovlivněnípovrchudentinuzářením
pulsníhoNd:YAGlaserusoptimálníhustotouenergie.Proexperimentinvitrojsou
připravoványvzorkyzextrahovanýchlidskýchzubůřezánímnebobroušením
vhorizontálníchčivertikálníchrovináchzubuscílemzískatmaximálníplochuobnažené
zuboviny.Přítomnostvyústěnítubulůanovévlastnostipovrchupoovlivněnílaserem
jsouzjišťoványmikroskopickýmimetodami,nejčastějiSEM(skenovacíelektronovou
mikroskopií),prokteroujenutnépřipravitvelmimalévzorkyanáslednějepokrýt
vodivouvrstvou.
VlaboratořilaserovýchtechnologiíSLOUPaFZÚAVČRbylaprovedenasimulace
natavovánídentinunaobroušenýchbočníchplocháchcelýchzubů,zalitýchvepoxidové
pryskyřici.Bylazjišťovánazávislostvlastnostínatavenétkáněnapočátečnídrsnosti
vzorků,druhuantireflexníchbarvivaenergiilaserovéhopulsu.Prozobrazenípovrchua
měřenínatavenýchstopbylpoužitlaserovýskenovacíkonfokálnímikroskopLEXTOLS
3100,drsnostipovrchuvzorkůpředapoovlivněníbylyzměřenypomocíkontaktního
profilometruTALYSURF.Softwarovévybaveníoboupřístrojůumožňujedálezískat
příčnéapodélnéprofily,3Drekonstrukcepovrchu,adalšízobrazení.Nasnímcíchse
zvětšením1200xbylazjištěnatypickáhrudkovitátavenina,pokrývajícícelýpovrch
vzorku,drsnostipřetavenéhopovrchusepohybovalyvzávislostinarostoucíenergii
pulsuodRa=1,37mdo3,89m,cožřádověodpovídádrsnostipovrchuvzorku
neopracovanéhozubuRa=1,94m.Výhodouoboumetodjeflexibilitaarychlost
zpracovánívýsledkůexperimentu.
Poděkování
TatoprácebylavytvořenazapodporyprojektuTAČRč.TA01010517
“Modernímultivrstvéoptickésystémy”.
 AnalýzaprofilulaserovéhosvazkupomocíLBASPIRICON
 Volnékapacityprovývojavýrobuprototypůzkovovýchfólií
 Spoluprácenařešenídiplomovýchpracízoblastilaserovýchtechnologií
25
VYUŽITÍPROSTOROVÉHOMODULÁTORUSVĚTLA
KETVAROVÁNÍLASEROVÝCHSVAZKŮ
PetrJákl,MartinŠiler,PavelZemánek
Obor:Optickéchytání–příprava,automatizaceazpracováníexperimentů
Prostorový modulátor světla (PMS) se skládá zvrstvy tekutých krystalů, jejichž
orientaci je možno dynamicky měnit pomocí plošně definovaného elektrického napětí.
Při použití nematických tekutých krystalů orientovaných paralelně spolarizací
dopadajícího laserového svazku vytváří PMS čistě fázovou difrakční strukturu, jejíž
fázovýposunvjednotlivýchpixelechjeřízenovládacímsoftwarem.Širokáškálavyužití
tohoto přístroje zahrnuje kompenzaci optických vad experimentální aparatury,
vytváření více svazků vprvním difrakčním řádu či tvorbu speciálních nedifrakčních
struktur.
Vnašem případě je PMS využité pro optické zachytávání živých i neživých
objektů o rozměrech od stovek nanometrů až po desítky mikrometrů. Nejčastěji
využívanou variantou mikromanipulačních technik je jednosvazková optická pinzeta,
která vznikne zaostřením laserového svazku objektivem svelkou numerickou
aperturou. PMS tuto metodu povyšuje a umožňuje vytvořit velké množství optických
pinzet spolohami definovanými uživatelem, které je možné navíc dynamicky měnit.
Důležitým aspektem využití PMS je rovněž tvorba netradičních optických pastí. Pokud
do prvního difrakčního řádu odkloníme mezikruží, vzniklý svazek kolimujeme a
zaostříme objektivem mikroskopu, vznikne besselovský svazek. Mezi jeho typické
vlastnostipatřízejménanedifrakčnícharakter–průměrjádraurčenývelikostítvořícího
mezikružísepodélsvazkunemění.Jestližejefázovámřížkamodulována šroubovicí se
stoupáním N*2, vzniká tzv. optický vír stopologickým nábojem N. Optické víry se
vyznačují minimem optické intenzity voptické ose a orbitální hybností, která způsobí
rotaci částic vázaných vprstenci optického víru. Směr rotace částic je dán znaménkem
topologického náboje. Tohoto mechanismu je možné využít například vopticky
poháněnýchmikromechanismech,přitransportumikročásticčiseparacibuněk.
Obr. 1: Způsob vytvoření optického vortexu pomocí PMS. Fázové masky zleva doprava: mřížka tvořící
svazek prvního řádu, fázová spirála stopologickým nábojem 1, mřížka modulovaná fázovou spirálou,
vyčlenění mezikruží tvořícího optický vír. Černá barva – fáze 0, bílá barva – fáze 2. Vpravo – soubor
polymerovýchčásticoprůměru5mvázanýchvprvnímmaximuoptickéhovírustopologickýmnábojem
‐3rotujevlivemorbitálníhybnosti.
AutořibychtělipoděkovatzapodporuTAČR(TE01020233).
 Návrhasestaveníexperimentálníaparaturyprooptickémikromanipulace
 Automatizaceexperimentů–programovánívprostředíLabVIEW
 Zpracováníexperimentů–trasovánípohybučásticzvideozáznamu,analýza
Brownovapohybučianalýzarotacečástic–programovánívprostředíMatlab
26
ELEKTRONIKA PRO LASEROVÉ SYSTÉMY A PŘÍKLAD
JEJÍHO NESTANDARDNÍHO POUŽITÍ
Petr Jedlička
ÚPT AV ČR, v.v.i., oddělení koherenční optiky
Královopolská 147, Brno, 621 64
+420 541 514 327
[email protected]
Obor: Analogová a digitální elektronika, mikroprocesorová technika, laserové systémy
Prezentace seznámí s elektronikou vyvíjenou a používanou v experimentálních sestavách v
laboratořích oddělení koherenční optiky na ÚPT AV ČR. Budou popsány detekčních a
regulačních karty pro aplikace z oboru laserové interferometrie, využití průmyslové sběrnice
CAN a ethernetové sítě pro přenos dat v laboratorním prostředí a vývoj specializovaného
uživatelského softwaru pro laboratorní aplikace.
Univerzálnost a modularita bude demonstrována na použití v zařízení BAARA, které slouží k
terénnímu monitorování pohybu drobných obratlovců a bylo vyvinuto ve společném projektu
s pracovištěm katedry zoologie PřF UK a pracovištěm katedry zoologie a botaniky PřF MU.
Autor děkuje za podporu projektu TA ČR: TE01020233 a GAV: IAA601110905.
 Návrhelektronickýchobvodů
 Řídicísystémy
 Měřeníelektrickýchineelektrickýchveličin
 VFobvody
 Radiovéantény,zaměřovacísystémy
27
JanJežek,ZdeněkPilát,AlexandrJonáš*,MehdiAas*,
AlperKiraz*aPavelZemánek
Královopolská147,Brno61264
Tel.: +420 541 514 282, E-mail: [email protected], WWW: http://www.isibrno.cz/omitec/
*KocUniversity,Rumelifeneri Yolu, 34450 Sariyer Istanbul, Turkey
Obor:Optickápinzeta,mikrofluidníčipy,Ramanovskáspektroskopie
Současným trendem je neustálá miniaturizace elektronických ale i optických
elementů, příkladem jsou optická vlákna, integrované optické obvody, polovodičové
lasery, fotonické krystaly, atd. Voblasti optiky začínají stále významnější roli hrát
optické elementy (např. čočky), které obsahují kapalná optická rozhraní vyznačující se
téměř dokonalým optickým povrchem s minimální drsností. Emulzní mikrokapénky
nesené vkapalině, se kterou se nemísí, protopřestavujídokonalékulovémikroobjekty
sideálním optickým povrchem. Navíc fungují jako optické rezonátory, ve kterých lze
vybudit speciální mody (anglicky nazývané Whispering Gallery Modes (WGM))
sextrémněvysokýmčinitelemjakostianásledněúzkouspektrálníodezvou.
Zaměřili jsme se na sestrojení mikrolaseru na bázi emulzní kapénky dopované
vhodným barvivem, které je vázáno na kapalné rozhraní. Kapénky jsme generovali
vmikrofluidním čipu a vzniklý funkční laser o průměru cca 15m jsme zachytili do
optické pinzety a získali tak unikátní zdroj koherentního záření mikrometrových
rozměrůsmožnostíjejpolohovatsmikrometrovoupřesností.
 Tvorba PDMS mikrofluidních systémů „soft litografií“
 Optická pinzeta a její využití
 Laserový skalpel
 Návrh a konstrukce mechanických komponent pro optické systémy
 Ramanovská spektroskopie
 Fotopolymerace mikrostruktur
28
RAMANOVSKÉPINZETY
JanKaňka,SilvieBernatová,MojmírŠerý,JanJežek,PetrJákl,
ZdeněkPilát,MartinTrtílek*,OtaSamekaPavelZemánek
Tel.:541514127,email:[email protected],http://www.isibrno.cz/omitec
*PhotonSystemsInstruments,Drásov470,66424Drásov
Obor:Ramanovskáoptickápinzeta–automatizaceexperimentůazpracovánídat
Analytické metody užívané moderní biologií se rozšiřují i do oblasti studia
fungování organismů na úrovni jednotlivých buněk. Udržení studovaného
mikroorganismuživotaschopnéhojezásadnívmnohaoblastechbiologiečitechnologií,
aťužsejednáostudiumbuněčnéhovývoje,čikultivacivhodnépopulacepropalivaIII.
generace.Protytoúčelysejevívhodnéužitílaserovýchsvazkůvhodnévlnovédélky.Po
fokusacitentosvazekinteragujesjednotlivýmmikroobjektemaumožňujejehostudium
bezpoškození.Méněznámouskutečnostíje,žesvětlomáimechanickéúčinkyavhodně
tvarovaný laserový svazek umožňuje bezkontaktní zachycení mikroobjektu do tzv.
opticképastiajehopřemísťovánívprostoru.Spojenímtěchtometodzískámeoptimální
analytickou platformu, kterou dokážeme mikroorganismy spektroskopicky
identifikovat, a na základě definovaných pravidel s nimi manipulovat při zachování
jejichživotaschopnosti.
Zaměřili jsme se na specifické druhy řas (Trachydiscus minutus, Botryococcus
sudeticus, Chlamydomas sp.) které si vytvářejí zásoby ve formě lipidových kapének s
různým stupněm nenasycenosti mastných kyselin a které jsou následně využitelné k
rafinování biopaliv nebo potravním doplňkům. Jednotlivé buňky jsou identifikovány
CCD kamerou, optickou pinzetou zachyceny a přeneseny do oblasti snímání
ramanovskéhospektrazlipidickýchkapének.Spektrumjevreálnémčasevyhodnoceno
apodlevýsledkuježivábuňkapřenesenaoptickoupinzetoudopříslušnéhovýstupního
kanálu.
Obr.1:Schématickéznázorněníprocesutřídění
TatoprácebylavypracovánazapodporyMPOČR(FTR‐TI1/443),MŠMTČR
(ALISINo.CZ1.05/2.1.0/01.0017)aGAČR(GAP205/11/1687).
Automatizaceexperimentůzpracovánísignálůaobrazu–vprostředíLabVIEW
ŘízeníexterníhoHWpomocíPC(LabVIEW)aMikrokontrolerů(ATMega)
29
FIRMALAO‐PRŮMYSLOVÉSYSTÉMY,S.R.O.
MartinKlečka
Tel:+420241046810
Mob.:+420604278308
Skype:lao.m.klecka
web:www.lao.cz
Obor:lasery,optika,optomechanika,detektoryadalšípřístroje
„Vášspolehlivýpartnervesvětěfotonikyatechnickýchinovacíjižodr.1992!“
FirmaLAOsezabývářešenímivoblastilaserovýchsystémů,optikya
optomechaniky,optoelektronickýchaměřícíchzařízení,kompletníchtechnologických
laserovýchsystémů,provědeckéiprůmyslovéaplikace.Atovčetněservisuadodávek
náhradníchdílůaspotřebníhomateriálu.
Jejízaměstnancisidokážíporaditsřešenímdanéaplikace,navrženímvhodné
sestavy,čizvolenímoptimálnítechnologie.Nabízíkvalitníaprověřenéproduktyod
světovýchdodavatelů.DálefirmaLAOnabízízakázkovéznačeníagravírovánívevlastní
aplikačnílaboratoři.KontinuitukvalitníchslužebfirmyLAOvždyzaručovalijejí
pracovníci,kteřímajíněkolikaletézkušenostislaserovýmiaoptickýmiaplikacemi.
ZárukoukvalityslužebjerovněžcertifikaceISO9001‐2001,kteroufirmazískalavroce
2005.
Základníoblastinašíčinnosti:
Vědeckéaplikace‐dodávkykomponentazařízeníprověduavýzkum
Průmyslovéaplikace‐komplexnítechnologickéřešenívoblastiprůmyslových
laserovýchaplikací–řezání,svařování,značení,vrtání,atd.
Prodejnáhradníchdílů‐prodejnáhradníchdílůaspotřebníhomateriálu(optika,
lampy,trysky,...)prolaserovéaplikacedoprůmysluivědy
Servis‐servisaslužbyvoblastiškolení,technicképodporyapravidelnýchprohlídek
JobShop‐zakázkovéznačeníagravírování
MottemfirmyLAOje:
„Neprodávámepouzezboží,alenabízímekomplexníakompetentnířešeníVašichpotřeb
snáslednýmservisematechnickoupodporou!“
30
POČÍTAČEMGENEROVANÉHOLOGRAMY—CGH
VladimírKolařík,MilanMatějka
Královopolská147,61264Brno,email:kolariq|[email protected],
web:EBL.isibrno.cz
Obor:Elektronoválitografieaprůmyslováholografie
Technologieelektronovélitografie(EBL)umožňujepřípravuplanárníchmikrostruktur
vsubmikronovémrozlišení.Jednímztypůpřipravovanýchstrukturjsoufázovédifrakční
struktury(phaseDOE),kterétvarujímonochromatickýsvazeksvětla,resp.počítačem
generovanéhologramy(ComputerGeneratedHolograms–CGH).
Přípravouarealizacítěchtostruktursezabývámejižřadulet:počínaje
jednoduchýmibinárnímistrukturami(sesymetrickouodezvou)povíceúrovňové
struktury(spotlačenímjednohozesymetrickýchdifrakčníchřádů)soptimalizovaným
obrazem(potlačeníšumuvpromítanémobraze).DosudpřipravovanéCGHbyly
poměrnějednoduché:nízkérozlišeníobrazu(512512bodů),monochromatická
projekce,malýpromítacíúhel(~10stupňů),jednotlivéobrázky,Vposlednídobějsme
všakzačaliuvažovatopřípravěstrukturnebojejichsad,kterébymohlybýtvylepšeny
vjednomnebovněkolikaznásledujícíchsměrů.
rozlišení
obrazu
barva
úhel
projekce
animace
výkonový
laser
Vysokérozlišeníobrazuv řádutisíceaždesetitisícebodů.Výpočetněnáročná
optimalizacestruktury.Nezbytnýješiroký(nerozbíhavý)svazeksvětla.
Polychromatickýobraz.Jakozdrojsvětlapoužíttřilaseryzákladníchaditivních
barev(RGB).Optimalizaceobrazuzhlediskaminimálníhošumu,věrnostibarev,
soukrytubarevnýchsložek.
Projekcedo(téměř)celéhopoloprostoru.Korekcezkreslenígeometrie.
Homogenitaintenzityobrazuvceléplošeprojekce.
Sadajednotlivýchsnímků CGHpromítanýchjakokrátkáanimace.Konstrukce
projektorubezzávěrky.Minimalizacezkreslenípřipohybuběhempromítání.
Tvarovánístandardníhoprofilu(gaussovského)laserovéhosvazkudoprofilu
požadovaného,např.tophat.
Nášpříspěvekvtétoproblematicesezaměřujenanávrhavýpočetoptimalizovaných
struktur,dálepřesnouarobustnítechnologiijejichrealizaceatechnikyproreplikaci
struktur.Vaplikačníchoblastechuvítámespolupráci:laserováukazovátka,optické
sestavyakonstrukceprojektoru,osvětlování,případněpřípravasložitějšíchgrafických
datapod.
Dalšíoblastizájmusnabídkouspolupráce:aplikaceCGH.
VíceúrovňovástrukturaCGH
31
Projekcehologramu
JosefLazar,JanHrabina,MojmírŠerý,MartinČížekaOndřejČíp
Ústavpřístrojovétechniky,AVČR,v.v.i.
Královopolská147,61264Brno([email protected],http://www.isibrno.cz)
Obor:Koherentnílaseryainterferometrie
Naše účast ve vývoji systémů pro nanometrologii byla iniciována účastí v projektu
podpořeného v rámci výzvy „Nanotechnologie pro společnost“, jejímž poskytovatelem
byla Akademie věd ČR. Na projektu jsme spolupracovali s Českým metrologickým
ústavem (ČMI) v Brně. Jedním z cílů projektu bylo vytvořit národní nanometrologický
etalon,kterýbysloužilmetrologicképraxivOddělenínanometrologievČMI.Totoúsilí
bylo zasazeno do širšího mezinárodního kontextu. Obdobná zařízení vznikají v
metrologickýchlaboratoříchsvěta.
Volba kombinace odměřovacího systému a sondového mikroskopu je obvyklou
volbou. Představuje ve srovnání s elektronovým mikroskopem instrumentálně
jednoduššíalevnějšířešení.Vzoreknanostrukturymůžebýtměřennavzduchu,vakuum
není nutné a rozlišení je až na atomární úrovni. Sondové mikroskopy určené k
zobrazování topografie povrchu mají vlastní polohovací systém sondy (hrotu)
prostřednictvímpiezoelementů,kterýpokrývározsahtypickyněkolikam.To,costačí
pro zobrazování, je ale nepoužitelné pro měření. Sondový mikroskop s odměřováním
polohysondyjekonstruováninverzněspevnýmhrotemapolohovatelnýmvzorkem.
Náš konstrukční návrh předpokládal měření ve všech šesti stupních volnosti
samostatnými interferometry. Zásady interferometrického měření aplikované pro
souřadnicovéodměřovánípolohyvzorkuvůčisonděkladounárokyzvláštěnaeliminaci
Abbého chyby, tj. různosti os měření a posuvu. Zachování Abbého principu vyžaduje
přesné sesouhlasení průsečíku měřicích os v bodě hrotu. Dále zachování ortogonality
souřadnic vyžaduje měření, lépe regulaci úhlů souřadnicového stolu. Měření úhlových
odchylek více samostatnými interferometry představuje nejpřesnější možné
vyhodnocení úhlů díky velké bázi ve srovnání např. s autokolimátory, nebo
interferometry kombinujícími měření délky a úhlu. Interferometrické jednotky byly
koncipovány jako samostatné prvky, spojující optiku interferometru s detekční
jednotkou pro homodynní detekci interferenčního signálu, přičemž rozvod světla je v
plně optovláknové verzi. Úhlové chyby posuvu jsou kompenzovány aktivně, v
regulačních zpětnovazebních smyčkách prostřednictvím piezoelementů s vertikálním
zdvihemahorizontálnímstřižnýmposuvem.
Koncept, který se podařilo realizovat, může být východiskem pro návrh dalších
víceosých měřicích systémů jak pro nanometrologii s mikroskopií s lokální sondou a s
velkým rozsahem polohování („long‐range“), nebo také pro nanometrologické systémy
kombinujícíelektronovoumikroskopiisinterferometrickýmodměřováním.Elektronový
mikroskop představuje sice systém úplně jiné třídy komplexity a také ceny, ale pro
nanometrologii nabízí řadu vlastností a předností nedosažitelných mikroskopem
atomárníchsil.Každopádněsejednádobudoucnostiovelkouvýzvu.
Poděkování:Autořiděkujízapodporuprojektům:TAČR:TE01020233,TA02010711,
GAČR:GA102/09/1276,dlouhodobémukoncepčnímurozvoji2012–2017č.:RVO:
68081731aEvropskékomiseaMŠMT(projekt.č.CZ.1.05/2.1.00/01.0017,ALISI).
32
INSTRUMENTACEPROSPEKTRÁLNÍANALÝZUMOLEKULÁRNÍ
ABSORPCEPLYNŮPOMOCÍFEMTOSEKUNDOVÉHOHŘEBENE
OPTICKÝCHFREKVENCÍ
AdamLešundák
Obor: Koherentnílaseryainterferometrie,pulsnílasery
Spektrální analýza absorpce molekulárních plynů patří k velice účinným metodám
detekcejejíchkoncentracívtestovanýchvzorcích.Prezentovanáprácepopisujepilotní
optickousestavu,vekterésepomocíautokorelacefemtosekundovýchpulsůtestovacího
laseru a detekčního řetězceanalyzuje spektrum hřebene optických frekvencí.Detekční
jednotka se skládá zMichelsonova interferometru smotorizovaným pohyblivým
měřicímzrcadlem.Zachycenýoptickýsignál–interferogramjedigitálnězpracovávánve
dvou krocích. Nejdříve se na naměřená data aplikuje námi vyvinutý algoritmus, který
kompenzujenestabiliturychlostiměřicíhozrcadla.Dálesetaktoupravenádatafiltrujía
následněsepřevedouzčasovédofrekvenčnídoménypomocíFourierovytransformace.
Hlavníčástprácejevěnovánakorekcinerovnoměrnérychlostizrcadla.Ktomutoúčelu
jsme implementovali do sestavy pomocný inkrementální interferometr, který
identifikuje polohu zrcadla vprůběhu vlastní autokorelace. Naši metodu korekce
rychlosti zrcadla jsme ověřili při měření spektra pulsního laseru vkombinaci
skontinuálně pracujícím DFB laserem na vlnové délce 1541nm. Při neupravených
datech se spektrum jeví jako rozmazané bez možnosti rozlišit spektrum optického
hřebene a spektrální čáry DFB diody, naopak při použití naši metody se spektrum
zaostříajevidětspektrálníčáraDFBdiodyioptickéhohřebene,vizObr.1.
Obr.1:Vlevo:SpektrumDFBlaseruaoptickéhohřebenebezkompenzace.Vpravo:
Spektrumpoprovedenínašímetodykompenzacerychlostiměřicíhozrcadla.
PrácevzniklazapodporyGAČRGP102/10/1813aMŠMTCZ.1.07/2.4.00/31.0016.
 Využitístabilníchpulsníchlaserů
33
MŘÍŽKY
BřetislavMikel
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.,OdděleníKoherenčníoptika
Královopolská147,61264Brno,email:[email protected],tel:+420541514252
Obor:Laserováinterferometrie,vláknovátechnika,Braggovyvláknovémřížky.
Voddělení Koherenční optiky ÚPT AV ČR v.v.i. se vsoučasnosti využívají různé typy
optických vláken ve většině experimentů. Naše aplikace jsou však vmnohých
požadavcích na vláknovou optiku specifické. Vexperimentech využíváme vlnové délky
světla od blízké UV oblasti (350 nm) až po IR oblast (1550 nm). Ve většině
experimentů, zejména vexperimentech vláknové interferometrie je pak využíváme
optická vlákna typu PM (polarization maintaining) a PP (polarization preserving).
VětšinatěchtodostupnýchPPaPMvlákenvšaknezajistíkonstantnípolarizacizářenína
výstupuzoptickéhovláknapřizměněokolníchpodmíneknebomechanickémnamáhání
vlákna.PodařilosenámnajítapraktickyověřitvsoučasnostinejlepšítypyPMoptických
vláken pro různé vlnové délky od 630nm do 1600 nm, které fungují s odchylkou
polarizacedo5%přimechanickémiteplotnímnamáhánívyhovujícímuvětšiněběžných
provozů. Naše technika pak umožňuje i výrazné zlepšení polarizačních vlastností
stávajících optických vedení jejich fixací, prodloužením apod. Postupným laděním
svařovacích parametrů vláknové svářečky a zajištěním kolmého zalomení všech typů
optickýchvlákenjsmedosáhlimožnostisvařovatvětšinuvyužívanýchoptickýchvláken.
Zlepšení útlumu zpětných odrazů a vložného útlumu spoje ve srovnání sběžně
dosahovanýmihodnotamijepatrnézejménauoptickýchvlákentypuPM.Vsoučasnosti
mámedokončennebodokončujemenastavenísvařovacíhoprocesuprooptickávlákna
typuPMNufernprovlnovédélky1550,760a630nm.
VláknovéBraggovymřížkysednesjižobjevujívmnohaaplikacíchnapříčmnohaobory.
Využívajísejakooptickésenzorytahu,teploty,tlakuamnohajiných.Současněsenejvíce
používají jako optické filtry např. v telekomunikacích. V našich experimentech a
zařízeních využíváme vláknové mřížky s centrální vlnovou délkou 760 nm a 1540 nm
jako frekvenční filtry, příp. v laserových interferometrech na zlepšení frekvenčních
parametrůlaserovýchdiod.Vsoučasnostimámevpřípravěněkolikprojektůnavyužití
vláknovýchmřížekvoblastiměřenímechanickéhonamáhání,teplotyavibrací.
Oblastizájmusnabídkouspolupráce:
 Optickáměřenídélky
 VláknovéoptickésenzorysvláknovýmiBraggovýmimřížkami
 Monitorovánídélky,teplotyatd.založenénaprincipulaserovéhointerferometru
soptickýmivlákny
 SvařováníPMoptickýchvláken
Poděkování
Tento výzkum je podpořen z projektu aplikovaného výzkumu Technologické Agentury
ČeskérepublikyTA01010995.
34
MIT–LASERY,FOTONIKAAJEMNÁMECHANIKA
MartinMoser
MITs.r.o.
Klánova56,14700Praha4
Tel.:241712548,
Email:moser@mit‐laser.cz
web:www.mit‐laser.cz
Obor:Obchodní,poradenskáaservisníčinnostvoblastilaserovétechniky,fotoniky
ajemnémechaniky
FirmaMIT,s.r.o.sezabýváobchodem,poradenstvímaservisemvoblastilaserové
techniky,fotonikyajemnémechaniky.Dodávámesnáslednouzáručníapozáruční
podporouvýrobkyodnejvětšíchanejrenomovanějšíchsvětovýchvýrobců.
Nášprogramobsahuje:
‐
Laserytéměřvšechtypůavelikostíprovědeckéaprůmyslovéaplikace
‐
Přístrojeproměřeníadiagnostikusvazku,monochromátory,solárnísimulátory,
světelnézdroje,spektrometry,atd.
‐
Polohovacísystémypropolohováníspřesnostíažněkolikananometrů
‐
Optomechanicképrvky
‐
Optickéstolyaantivibračnípracoviště
‐
Detektoryvšechtypůsnáslednýmzpracovánímsignálu
‐
Opticképrvkyaoptickéfiltryprobiologickéifyzikálnílaboratořeaproprůmysl
‐
Aktivníipasivníprvkyprooptickékomunikace
OptickéstolyNewportpročistéprostředí
(projektALISI)
35
Široceladitelnýfemtosekundovýlaserový
systémNewport/Spectra‐Physics
(SpolečnálaboratořFzÚAVČRaMFFUK)
LiborMrňa
[email protected],mobil:731462192
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i
Obor:Výkonovélaserovétechnologie
Doposud je laserový svařovací proces předurčen svými předem nastavenými
svařovacími parametry. Jako výhodnější se jeví řídit parametry dynamicky během
svařovacího procesu. To ovšem vyžaduje průběžné snímání charakteristik
doprovázejících laserový svařovací proces, jejich zpracování a vyhodnocení a nakonec
aktivnířízenísvařovacíchparametrů.Všemitěmitoaspektysezabýváskupinasnázvem
„Laserovétechnologie“.
Zhlediska snímání svařovacích charakteristik se využívá záření obláčku plazmatu
doprovázejícíholaserovýsvařovacíproces,obrazvstupníčástikeyhole.Přizpracování
vstupních signálů se používá FFT i obrazová analýza. Pro vlastní řízení se používá
tvarování a polohování zaostřeného laserového svazku, čímž se ovlivňuje vazba záření
dostěnkeyhole.
Pracoviště je vybaveno vláknovým laserem IPG o výkonu 2 kW, svařovací hlavou
Precitec YW30 a řeznou hlavou Precitec YRC (s vlastním řízením odstupu. Tyto hlavy
jsou neseny průmyslovým robotem IRB2400 sa přídavným dvouosým manipulátorem
IRBP.
 Vývojlaserovýchsvařovacíchhlav
 Vývojvýkonovéadaptivníoptiky
 Svařitelnostheterogenníchmateriálů
 Studiumvlivuochrannésvařovacíatmosféry
 Zakázkovésvařovánímateriálůadílů
 Laserovéřezánímateriálů
 Poradenstvívoblastivýkonovýchlaserovýchtechnologií.
Poděkování:Autořiděkujízapodporuprojektům:TAČR:TE01020233,TA02010711,
GAČR:GA102/09/1276,dlouhodobémukoncepčnímurozvoji2012–2017č.:RVO:
68081731aEvropskékomiseaMŠMT(projekt.č.CZ.1.05/2.1.00/01.0017,ALISI).
36
StanislavNěmeček
MATEXPMs.r.o.,
Morseova5,30100Plzeň,737424542,[email protected],www.matexpm.com
Obor:Materiálovéinženýrstvívoblastechlaserovéhozpracovánímateriálů
Současné diodové a vláknové lasery skontinuálním výkonem několika kW jsou
vhodným zdrojem tepelného výkonu, kterým je možné řídit mechanické vlastnosti
povrchů. Při nižší intenzitě výkonu laserového paprsku nastává uvnitř kovových
materiálů, jako jsou např. oceli, ke změnám a přeuspořádání na úrovni krystalové
mřížky. Výsledkem je většinou zpevnění a vytvrzení povrchu do hloubky několika
milimetrů, což zvyšuje odolnost povrchu proti vnikání cizích tvrdých částic a tím i
omezeníotěru.Takovátechnologiesepoužíváprozvýšeníživotnostiřadystrojníchdílů,
jako jsou ozubená kola, hřídele, nástroje atd. Další zvýšení energie paprsku vede
knatavení kovových dílů, typickým příkladem využití je svařování – nerozebíratelné
spojovánídvounebovícedílůdojednohocelku.Hlavnípřednostílaserůoprotiostatním
metodámjevysokárychlostasnadnárobotizovatelnostprocesu,cožvedekminimálním
deformacím po svaření. Proto se laserové svařování uplatňuje zejména při svařování
dlouhých svarů nebo hromadné výrobě. Do paprsku lze přivést přídavný drát nebo
prášeksespecifickýmchemickýmsložením,docházíknatavenípřídavnéhomateriálui
navařovaného povrchu laserem a vzniká kovová vrstva sdokonalým přilnutím. Podle
volby přídavného materiálu vznikají vrstvy svysokou odolností proti korozi, otěru,
zvýšené teplotě apod. Výše uvedené technologie provádíme na zakázku vnašich
provozovnáchprořadustrojírenskýchfirem.
Připravujeme výzkumné a grantové projekty podporované ČR a EU, vypisujeme
diplomové a dizertační práce atd. Za tím účelem hledáme partnery pro spolupráci v
oblastech:
 Výzkumavývojtechnologiílaserovéhozpracovánímateriálů
 Navařovánívrstevpomocíprášků
 Vytvrzovánípovrchůkalením
 Svařovánílaserovýmpaprskem
 Simulacetepelnýchpolí,strukturnírozbory,mechanickévlastnosti
37
JiříNovák,PavelNovák,AntonínMikš
ČVUTvPraze,Fakultastavební,katedrafyziky
Thákurova7,16629Praha6,tel.224354435,e‐mail:[email protected],
WWW:http://departments.fsv.cvut.cz/aog/
Obor:optickámetrologie,interferometrie
Hlavními vědeckovýzkumnými tématy našeho pracoviště jsou aplikace metod optické
metrologiealaserovéměřicítechnikyvprůmyslu,analýzaasyntézaoptickýchsoustav,
teorie optického zobrazení a metody vyhodnocování fáze v optice. V rámci řešených
projektů jsou zkoumány aplikace různých optických měřicích technik (interferometrie,
detekcetvaruvlnoplochy,metodrekonstrukcefázevoptice)protestovánízobrazovací
kvality optických soustav a tvaru povrchů a možnosti implementace adaptivních
optickýchprvkůasystémůdozobrazovacíchalaserovýchměřicíchoptickýchsystémů.
Nejčastějijsouvyužíványfrekvenčněstabilizovanélaseryprointerferometrickáměření.
Současnésměryvýzkumu,vekterýchjemožnospolupracovat,jemožnécharakterizovat
donásledujícíchkategorií:







měřeníasférickýchplochvoptice(laserováinterferometrie,deflektometrie
skenovánímpovrchulaserovýmsvazkem,laserovéachromatickékonfokální
skenovanísystémy)
aplikaceadaptivníaaktivníoptikyvlaserovéinterferometriiadalších
optickýchměřicíchmetodách
aplikaceadaptivníaaktivníoptikyvzobrazovacíchoptickýchmetodách,
zejménaoptickémikroskopii
analýzaasyntézaoptickýchsoustavsprvkysproměnnými
charakteristikami(využitíčočeksproměnnouohniskovouvzdáleností,
fázovýchmodulátorůadalšíchprvkůaktivníoptikypronávrhakonstrukci
nekonvenčníchoptickýchsoustavsproměnnýmioptickýmicharakteristikami)
metodyvyhodnocovánífázevoptice(gradientnísenzory,metoda
rekonstrukcevlnoplochypomocírovnicprotransportintenzity,klasickáa
střihováinterferometrie)svyužitímkoherentníhoinekoherentního
optickéhozáření
měřeníkvalityzobrazeníoptickýchsoustav(měřenítvaruvlnoplochy–
Shack‐Hartmannovametoda,střihováinterferometrie,fázováinterferometrie,
měřeníoptickéfunkcepřenosuOTFafunkcepřenosukontrastuMTF)
analýzaanávrhoptickýchsystémůprolaserovéskenovánívgeodézii
Naše skupina též spolupracuje na různých projektech aplikovaného výzkumu a vývoje
společněsvýznamnýmsvětovýmvýrobcemoptikyMeopta‐optika(www.meopta.com)a
firmou Control System International (http://www.controlsystem.cz/), zaměřenou na
laserovéskenováníupozemníchapodzemníchstaveb.
38
TEPLOTÁCH
JindřichOulehla
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČRv.v.i.
Královopolská147,61264,Brno,[email protected]
Obor:Optikatenkýchvrstev
NaÚstavupřístrojovétechnikyjsmesezačalizabývatpřípravouoptickýchkomponentů
provysokovýkonoválaserovázařízení,jakojsounapř.ELIneboHiLASE.Vtěchto
zařízeníchbudouinstaloványdiodamičerpanépevnolátkovépulsnílasery(DPSSL)
vyžadujícípoužitírůznýchoptickýchkomponentůschopnýchodolatpoměrněvysokým
hodnotámplošnéhustotyenergie.Připrovozutakovýchtolaserůvznikávelkémnožství
odpadníhoteplaajetedynutnépoužítkryogenníchlazení.Cílemnašísnahyje
zkompletováníexperimentálnísestavyschopnétestovatrůznétypyvzorkůjakza
pokojové,takzakryogenníteploty.Protytoúčelybylasestavenavakuovákomora,
uvnitřkteréjeumístěntestovanývzorekajetakchráněnpředkontaminací.Jakozdroj
laserovéhozářenípoužívámeNd:YAGlaserovlnovédélce1064nmamaximálníenergii
vpulsucca650mJ.
Tytoexperimentyjsoudoplňkemknašíhlavníčinnosti,jížjsounávrhavýroba
optickýchfiltrůpomocívakuovéhonapařováníinterferenčníchvrstev.Jsmeschopni
deponovatrůznémateriályvzávislostinaaplikaci.NejběžnějšíkombinacíjeTiO2/SiO2,
dálepoužívámenapříkladTa2O5,Al2O3,MgF2ajiné.Aplikacemijsouinterferenční
filtryproviditelnou,blízkouUVablízkouIRoblastsvětelnéhospektra.Jakopříklady
náminavrstvenýchfiltrůlzeuvéstantireflexnívrstvy,barevné(dichroické)filtry,hradící
apásmovéfiltry,děličesvětla,tepelnéfiltry,polarizátory,nepolarizujícíděliče,apod.
Momentálněsenacházímetěsněpředinstalacínovéaparatury,kteráznačněrozšířínaše
stávajícívýrobnímožnosti.Budemeschopnideponovatnapříkladzrcadlasřízenou
dispersí,monochromatickéfiltrynebohradícífiltrysvelmiostrouhranou.
Poděkování:
TentovýzkumjepodporovánprojektemAplikačníavývojovélaboratořepokročilých
mikrotechnologiíananotechnologií(ALISI),reg.číslo:CZ.1.05/2.1.00/01.0017.Autor
dáleděkujezapodporuprojektuTAČR:TE01020233.
 Návrhysystémůinterferenčníchvrstev
 Depozicenarůznésubstrátydleaplikace
 VbudoucnutestyvrstevnaLIDT
39
OPTICKÉCHYTÁNÍJEDNOBUNĚČNÝCHŘASNA735‐1064NM:
HODNOCENÍOPTICKÉHOPOŠKOZENÍ
ZdeněkPilát
Královopolská147,Brno61264
Tel.: +420 541 514 282, E-mail: [email protected], WWW: http://www.isibrno.cz/omitec/
Obor: Optická pinzeta, fluorescenční a Ramanovská spektroskopie, mikrofluidní čipy.
Zachycovalijsmejednotlivébuňkyživýchřasvopticképinzetěvrozsahuvlnovýchdélek
od735nmdo1064nmahodnotilijsmepoškozeníbuněklaserempomocípulsní
amplitudověmodulované(PAM)fluorimetriechlorofylu.Pozorovalijsmepokles
fluorescencechlorofyluvjednobuněčnéřaseTrachydiscusminutuspřioptickémchytání
vlnovýmidélkamiod735nmdo885nm.Vlnovédélkypřesahující935nmnezpůsobily
pozorovatelnézměnyfluorescencechlorofylu,cožpoukazujenazanedbatelnépoškození
fotosyntetickéhoaparátuzkoumanýchbuněk.Navlnovédélce1064nmjsmepoužili
výkonaž218mWvroviněvzorkuanezaznamenalijsmežádnésvětlemzpůsobené
poškozenízkoumanýchbuněk.Tatoprácesikladezacílnalezeníoptimálníchpodmínek
prošetrnoumanipulaciživýchfotosyntetickýchbuněkpomocílaserovéhozáření.
 Ramanovaspektroskopiebiomolekul
 Optickéchytáníživýchbuněk
 Tříděníbuněkvmikrofluidnímprostředí
40
PetrPlasgura;MiroslavPřádka
NemocniceveFrýdku‐Místku,p.o.,urologickéoddělení;ředitelnemocnice
El.Krásnohorské321,73818Frýdek‐Místek
+420558415785, [email protected], www.nemfm.cz
Obor: urologie
Laser se vurologii využívá od poloviny 80. let 20.století. Vdnešní době má široké
využitíamnohočetnéindikace:
- konkrementymočovýchcest
- benigníhyperplazieprostaty
- povrchovétumorymočovéhoměchýře
- tumoryledvin
- uroteliálnítumoryhorníchmočovýchcest
- strikturymočovétrubicenebomočovodu
Vněkterýchindikacíchjepoužitílaserujakometodaprvnívolby,vjinýchindikacích je
alternativnímetodounebozatímpouzeexperimentálnímetodouléčby.
Vurologiisepoužívajítypylaserů,kterémajírůznýkvalitativníikvantitativníefektna
operovanou tkáň. Podle toho potom rozlišujeme, zda se jedná o koagulaci, vaporizaci,
resekci,enukleacinebolitotripsi.
Největší rozvoj laserové techniky vurologii je při léčbě benigní hyperplasie
prostaty. Neustále se vyvíjejí nové techniky, které by překonaly zatím nejúčinnější
metoduléčbybenigníhyperplazieprostaty–transuretrálníresekci.
Dnessepoužívají4laserovésystémy:
1) Potasiumtitanylfosfát(KTP):neodymium(Nd):ytrium‐aluminium‐garnet(YAG)aLBO
(lithiumborate):Nd:YAGlaser
2) Diodovýlaser
3) Holmium(Ho):YAGlaser
4) Thulium(Tm):YAGlaser
Využití laseru při léčbě urolitiázy je velmi rozšířeno na urologických pracovištích
vČeské republice. Používá se Ho:YAG laser jako kontaktní, intrakorporální laser při
endoskopickýchoperacích.Úspěšnostfragmentacekonkrementůjeaž90%.Jehopoužití
je velmi bezpečné. Zavedení laserové litotripse téměř úplně nahradilo jiné litotriptory,
jakoultrazvukovýneboelektrokinetickýlitotriptor.
Stimulem kdalšímu využití laseru vurologii a medicíně vůbec je snaha o další
miniinvazivitu operačních zákroků. Velmi tenká laserová vlákna mohou být použita
i ve flexibilních nástrojích. Poškození okolních tkání se tím minimalizuje. Nevýhodou
všakjezatímvysokácenalaserovýchpřístrojů.
Napište,pokudexistují,oblasti,vekterýchhledátepartneryprospoluprácinebonabízíte
svéknow‐how.Např.:
 Detekcevibracísamplitudoupod10nm
 Výrobakyvetplněnýchizotopickyčistýmiplyny
 ProgramovánívprostředíLabVIEW
 Magnetickáměřenítoroidníchjader
 …apod.
41
KLINICKÉ VYUŽITÍ PULZNÍHO LASERU V LÉČBĚ ISCHEMICKÉ
CHOROBY DOLNÍCH KONČETIN
Antonín Randula, M.Thieme, M.Schwenk
Vaskulární centrum Nemocnice Sonneberg
Neustadter Str. 61, 69515 Sonneberg, Německo,
www.medinos-kliniken.de
Obor: cévní chirurgie
Abstrakt:
Ischemická choroba dolních končetin (ICHDKK) se v hospodářsky vyspělých zemích
svým výskytem řadí na jedno z prvních míst v příčině nemocnosti a úmrtnosti populace.
U pacientů ve stadiu kritické končetinové ischemie (stadium III a IV) jsou často
významně ateroskleroticky postiženy i tepny srdeční, tepny zásobující mozek a tepny
mozkové. Operační riziko je u tohoto typu pacientů vysoké a jsou proto
upřednostňovány metody nechirurgické, jež jsou prováděny jen v místní anestezii.
Mezi výše zmíněné postupy patří nejčastěji perkutánní balonková angioplastika, rotační
mechanická aterektomie a aterektomie laserem.
Laserová atherektomie představuje relativně novou metodu, kdy do tepny punkčně
zavedený optický katetr přivádí do místa tepenného zúžení laserové pulsy, jejichž
účinkem dochází k evaporaci ateromatozních hmot a obnovení lumentepny.
Materiál a Metody:
Za použití pulzního femtosekundového laseru firmy Spectranetics (UV-308nm) byl
v roce 2011 a v průběhu roku 2012 ošetřen v Nemocnici Sonneberg soubor pacientů
postižených ICHDKK. V příspěvku jsou prezentovány klinické výsledky, technické
možnosti laserové atherektomie a srovnání s ostatními miniinvazivními metodami.
The presentation of the work is supported by the European Commission and Ministry of
Education, Youth, and Sports of the Czech Republic project no. CZ.1.07/2.4.00/31.0016.
42
ALISI‐APLIKAČNÍLABORATOŘEÚPTAVČR
BohdanRůžička,ZojaTesařSvobodová,JanaČeledová
Tel.:+420541514249,250,368
web:alisi.isibrno.cz
OdbornézaměřeníALISIvycházíztradiceÚstavupřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.
vBrně(ÚPT),kterýjižvícenež50letsúspěchemrozvíjídiagnostickémetodya
technologicképostupyvoblastechelektronovémikroskopie,nukleárnímagnetické
rezonance,zpracováníbiosignálů,speciálníchtechnologiíametrologie.Výsledky
vědecképráceÚPTjsouvyužíványpartnerypůsobícíminejenvregionualeiza
hranicemiČeskérepubliky.
SvýmaplikačnímzaměřenímjeALISInovýmimpulsemkrozšířeníspolupráce
stuzemskýmiizahraničnímiprůmyslovýmipartnery,vysokýmiškolami,zdravotními
ústavyavýzkumnými institucemi.
NovábudovaALISI
Našeaktivityzahrnují:
 využitíelektronovýchsvazkůkzobrazování,diagnostice,litografiiasvařování,
 návrhynovýchsekvencípromagnetickourezonančnítomografiiajejichvyužití
kdetekcichemickýchzměnvživýchorganismechvčetněčlověka,
 měřenítepelnéhovyzařováníčiabsorpcemateriálůzavelminízkýchteplot,
návrhykryogenníchsystémů,
 technologienanášenítenkýchvrstev,
 snímáníazpracováníbiosignálůvlékařství,
 využitílaserovýchsvazkůkesvařování,spektroskopii,přesnémuměření
vzdálenostíaindexulomuplynů,kmanipulacímsmikrobjektyananoobjekty.
43
ANALÝZALASEROVÝCHSVAZKŮ–INFORMACEUKRYTÁ
VKOHERENCI
JaroslavŘeháček,BohumilStoklasa,ZdeněkHradil
katedraoptikyaCentrumdigitálníoptiky,UniverzitaPalackého,17.listopadu12,
77146Olomouc
[email protected]
Obor:singulárníoptika,optickáměření,tomografie
Světlojehlavnímnosičeminformaceookolnímsvětěodmikrokosmupomakrokosmos.
Současnédetekčnímetodyjsoucitlivéjakkrobustnímvlastnostemsvětla,např.
intenzitěapolarizaci,takkjemnějšímefektům,např.korelacím.
Ukážeme,žedetekcivlnoplochynaprincipuměřenísklonuvlnoplochyvdanémmístě
(vizobrázeknahoře)lzevkombinacispokročilýmirekonstrukčnímitechnikamivyužít
prorekonstrukcifunkcevzájemnékoherenceatudížcharakterizacikorelačních
vlastnostíměřenéhosignálu.Budediskutovánaexperimentálnírealizacetétometody
založenánapoužitíShackova‐Hartmannovasenzoru.
44
DETEKCEPENETRACELASEROVÝCHSVARŮVREÁLNÉMČASE
HanaŠebestová1,HanaChmelíčková2,LiborNožka2
1UniverzitaPalackéhovOlomouci,Přírodovědeckáfakulta,RCPTM,SLOUPaFZÚAVČR
2FyzikálníústavAkademievědČeskérepubliky,SLOUPaFZÚAVČR
17.listopadu50a,77207Olomouc,tel.585631579,e‐mail:[email protected]
Obor:Laserovézpracovánímateriálů
Příspěvekpředstavujevybranévýsledkystudiadetekcepenetracevreálnémčasepři
svařovánítenkýchplechůzkorozivzdornéoceliAISI304pulsnímNd:YAGlaserem
LASAGKLS246‐102.
Detekcepenetracejezdezaloženanaanalýzezářeníplazmatugenerovanéhopři
svařovánísvysokouplošnouhustotouvýkonuavýpočtuelektronovéteplotyplazmatu.
Emisníspektrumzářeníjevyhodnocovánopomocírychléhospektrometru,
umožňujícíhojehodetailníanalýzuvširokémintervaluvlnovýchdélek.Optimální
penetracipřidanékonfiguracisvaru,tloušťceadruhusvařovanýchmateriálů,druhua
průtokupoužitéhoochrannéhoplynuadalšíchpracovníchparametrechodpovídáurčité
referenčníspektrum,zjehožcharakteristiklzevypočítatreferenčníhodnotu
elektronovéteploty.Přisvařovánípakjejíodchylkymimopovolenémezeindikujízměny
penetrace,kterémohoubýtzpůsobenynežádoucímifluktuacemivýkonu,případně
geometrickýmiaspekty.
Provedenéexperimentypotvrdilymožnostvyužitívýpočtuelektronovéteploty
kidentifikacihloubkypenetrace.Bylaověřenareakceelektronovéteplotynadynamické
změnyvýkonulaserovéhosvazkuanalezenvzájemnývztahvýkonu,elektronovéteploty
ahloubkypenetrace.
Geometrickéaspektyzapříčiňujícívznikdefektu,kterýmijsounestabilníšířkastyčné
mezerymezisvařovanýmidílyčilokálnízměnytloušťkysvařovanýchdílů,byly
odhalenyměřenímintenzityvybranýchspektrálníchemisníchčar.
Nedestruktivnídetekcedefektůvreálnémčasesvařováníjemodernímpřístupemke
kontrolekvalitylaserovýchsvarů.Efektivnísystémkontrolysvarůaoptimalizace
procesníchparametrůsvařovánízajistínejensníženívýrobníchnákladů,alerovněž
požadovanoukvalitupřipravenýchsvarů.
TentovýzkumbylpodpořenprojektyFP7‐SME‐2007‐1‐222279(EC),TA01010517
(TAČR)aCZ.1.07/2.4.00/17.0014(EC,MŠMT).
 Měřenígeometrickýchvlastnostípovrchů‐laserovárastrovacíkonfokální
mikroskopie,mechanickáprofilometrie
 Měřenímechanickýchvlastnostítenkýchvrstev‐nanoindentace
45
PRVKŮ
MartinŠiler,LukášChvátal,PavelZemánek
Obor:Optickémanipulace,výpočtyrozptylusvětla
Při průchodu světla přes objekty, jejichž velikost je srovnatelná či o jeden řád
větší než je vlnová délka, vzniká rozptyl. Sním mohou být spojeny jevy jako je přenos
hybnosti světla na objekt a vznik síly vtzv. optické pinzetě, nesymetrické či
nehomogenní objekty mohou rotovat a u absorbujích objektů dojde kjejich ohřevu.
Obecně může být rozptyl modelován různými přístupy, od analytických (Rayleighova
aproximace), přes semi‐analytické (Mieho teorie rozptylu, T‐matrix), po metody plně
numerické(vázanédipóly,FDTDnebometodakonečnýchprvků).
Metoda konečných prvků je specifická, neboť se jedná o přístup, kterým lze
snadno modelovat libovolný fyzikální problém popsatelný soustavou parciálních
diferenciálníchrovnic.Vpřípaděrozptylusvětlasemůžejednatbuďovlnovourovnici
nebo přímo Maxwellovy rovnice. Nejsou zde kladeny omezující podmínky na tvar
objektu (může být libovolný), na složení objektu (kompozitní) nebo na jeho optické
vlastnosti (např. dvojlom). Navíc může být získaný výsledek snadno propojen sjinou
oblastífyzikyjakonapř.vedeníteplaaprouděníkapaliny.Nevýhodou,obzvlášťvoblasti
elektromagnetickéhozáření,jepaměťováačasovánáročnostvýpočtu.
Obrázek1(hornířada)demonstrujeamplitudux‐ovékomponentyrozptýleného
elektrického pole na tzv. core‐shell částici (polystyrénové jádro pokryté tenkou zlatou
vrstvou), která je umístěna do různých bodů ve stojaté vlně. Spodní řada pak ukazuje
rozložení teploty na povrchu zlaté vrstvy získanou vyřešením rovnice vedení tepla.
Vtomto příspěvku budeme dále studovat silové účinky světla a rozložení teploty
vobjemuavokolíčástice.VýsledkyčástečněsrovnámesMiehoteoriírozptylu.
Obr.1:(hornířada)Amplitudax‐ovésložky elektrickéhopolerozptýlenéhonacore‐shellčásticí,kteráje
umístěnavrůznýchbodechstojatévlny.(spodnířada)Rozloženíteplotynapovrchutétočástice.
Autoři by chtěli poděkovat za podporu TAČR (TE01020233) a GAČR
(205/12/P868).
 Výpočtyrozptylusvětla,ohřevuasilMiehoteorierozptylu
 ModelovánímetodoukonečnýchprvkůvprogramuComsolMultiphysics
 ProgramovánívprostředíMatlab,včetněgrafickéhorozhraní
46
STUDIUMMATERIÁLŮSNÍZKOUTEPLOTNÍROZTAŽNOSTÍ
ZAPOMOCÍOPTICKÉHOHŘEBENE
RadekŠmíd
ÚstavpřístrojovétechnikyAVČR,v.v.i.,Královopolská147,61264Brno,
+420541514532
[email protected]
Obor:Optickéhřebenyajejichaplikacenainterferometriidélky
Materiály sultra‐nízkou roztažností jsou bohatě využívány při stabilizaci laserů a
voblasti optických hodin. Bloky materiálů sultranízkým koeficientem roztažnosti jsou
také využívány jako měřící báze pro mikroskopy atomových sil (AFM), či mikroskopy
elektronovéaobecnětaképřiultrapřesnéminterferometrickémměření..
Vnaší práci jsme monitorovali změnu délky Fabry‐Perotova rezonátoru (FPR) sjehož
délka je určena tyčí vyrobenou ze sklokeramického materiálu Zeroduru skoeficientem
roztažnosti2.8E10‐8/K.
Fabry‐Perotův rezonátor byl umístěn do vakuové komory vyčerpané na tlak 1E‐5 Pa.
Femtosekundový vláknový laser svázanými módy o opakovací frekvenci 100 MHz a
pracující na základní vlnové délce 1560 nm byl uzamknut na GPS kontrolovaný
krystalovýoscilátorsestabilitouvětšínež1E‐12.
Laditelný laser DFB by uzamknut na rezonanci základního příčného módu rezonátoru
TEM00. Zázněj mezi DFB laserem a nejbližším módem femtosekundového laseru byl
zaznamenáván. Takto byla studována změna délky 187 mm dlouhého FPR během
cyklickéhoohříváníachlazeníod22do35°C.
Koeficient teplotní roztažnosti byl vcelém měřeném rozsahu větší než výrobcem
udávaná hodnota a dosahovala hodnoty zhruba 0.0690 E‐6/K schybou 0.005 E‐6/K.
Materiálsamotnývykazovalhystereziaž8nmběhemprocesu.
Práce vznikla za podpory Grantové agentury České republiky, především projektu
GPP102/11/P819 a částečně z projektů GAP102/10/1813 a GPP102/12/P962.
Podpůrná část projektu byla financována s přispěním Evropské komise a Ministerstva
školství, mládeže a tělovýchovy, projekt č. CZ.1.05/2.1.00/01.0017 a s přispěním
projektuprodlouhodobýkoncepčnírozvojvýzkumnéorganizaceRVO:68081731.
ZapomocpřivýroběFabry‐Perotovarezonátorujetřebapoděkovatspoluprácivývojově
skupiněfirmyMeoptaOptikavPřerověpředevšímStanislavuMichalovi.Dálejetřeba
poděkovatPavluPokornému,JindřichuOulehloviaTániŠarlejovézÚPTAVČRza
přípravuzrcadelprorezonátorapomocpřiúpravěvakuovékomory.
 Velmiúzko‐spektrálníseparacevlnovýchdélek
 Laserysnízkýmšumem,úzkouspektrálníšířkouavelkýmpřeladěním
 VýrobaultrastabilníchFabry‐Perotovýchrezonátorůsnízkoutepelnou
roztažností
 Širokospektrálníanalýzaplynůpomocíabsorpcevširokospektrálníhozdroje
47
HILASE–NOVÉLASERYPROPRŮMYSLAVÝZKUM
RomanŠvábek
ProjektHiLASE,FyzikálníústavAVČR,v.v.i.
NaSlovance1999/2,18221Praha8;tel.:266052562;
e‐mail:[email protected];
web:www.hilase.cz
Obor:Vývojaaplikacepevnolátkovýchdiodověčerpanýchlaserůsvysokouenergiía
vysokouopakovacífrekvencí
HiLASE(HighaveragepowerpulsedLASErs)jenovýprojektFyzikálníhoústavuAVČR,
v.v.i.,jehožsídlembudoustředočeskéDolníBřežany.ProjektjefinancovánzOperačního
programu Výzkum a vývoj pro inovace a je odpovědí na dlouhodobou poptávku po
laserechsvysokouenergiíazároveňvysokouopakovacífrekvencí.
Hlavním cílem projektu HiLASE je vyvinout nové laserové technologie sprůlomovými
technickými parametry. Obecně lze říci, že tyto lasery budou podstatně silnější,
výkonnější, kompaktnější a stabilnější než zařízení, která jsou vsoučasné době
dostupná,navícnabídnoujednoduššíúdržbu.
Ztechnologickýchvýstupůjsouklíčovénásledujícífunkčnímoduly:
 Multi‐JlaserovýsystémkWtřídyčerpanýdiodaminabázitenkýchdisků
 Laserovýsystémvoblasti100J/10HzrozšířitelnýnaúroveňkJ
CentrumbudeunikátnínejenvČeskérepublice,aletakévcelosvětovémměřítku,neboť
přinášínovépříležitostijakproevropskývýzkum,takproprůmyslaspolečnosti,které
mohouvyužívatlaseryvyvinutévrámcivrámcitohotounikátníhoprojektu.
HiLASEbudetaképoskytovatslužbyformousmluvníhovýzkumu.
HiLASEnabídnepartnerůmzaplikačnísféryzejménatytoslužby:
 Testováníodolnostioptickýchmateriálů(laserinduceddamagetreshold)
 Zpevňovánípovrchumateriálurázovouvlnougenerovanoulaserem(lasershock
peening)
 Kompaktnízdrojerentgenovéhozářeníprolitografii
 Řezání,vrtáníasvařováníspeciálníchmateriálůproautomobilovýaletecký
průmysl
 Technologielaserovéhomikro‐obrábění
 Odstraňovánípovlaků,čištěnípovrchů
48
PetrVondrouš
FakultastrojníČVUTvPraze
Technická4,16607Praha
[email protected]
Obor:strojírenskátechnologie
Činnost skupiny svařování na Ústavu strojírenské technologie se již dlouhou dobu
zabývá speciálními metodami svařování využívajícími koncentrované zdroje energie,
plazmu,elektronovýsvazekasamozřejmětakélaser.Významnoupostavouskupinybyl
a stále je prof. Jiří Dunovský, který se významným způsobem zasadil o počátek laserů
vČeskoslovensku,kdyjižodkoncešedesátýchletbylynaČVUTstavěnyaprovozovány
plynovéapevnolátkovélaseryprovyužitívtechnologii.Idáleseintenzivněpokračovalo
vlaserovýchtechnologiíchpředevšímdíkyspoluprácisfirmouLAO.
Bohužel vsoučasnosti se na půdě Ústavu strojírenské technologie nenachází žádný
funkční technologický laser. Za účelem navázání na dlouholetou tradici činnosti
profesoraDunovskéhoaceléskupinyaprovyřešeníneradostnésituacebezfunkčního
laseru je vsoučasnosti řešen studentský projekt malého laserového pracoviště
podpořenýgrantemFRVŠ.Cílemprojektujevytvořenílaserovéhopracovištěsvépomocí
a smaximálním použitím modulární konstrukce zvolně dostupných a především
finančně nenákladných dílů. Hlavními součástmi jsou především laserová dioda, CNC
pohybovýstůlaovládánípomocíCAD/CAMprogramunaPC.Jevyužitalaserovádiodao
vlnovédélce445nmavýkonu1W.OposuvysestaráXYZpohybovýstůlaPCvybavené
programem řídícím pohyb os a konstrukčním CAD/CAM software. Regulace výkonu
laseru vrozsahu 0‐1 W je provedena zřídícího programu přes TTL obvod. Se
zakrytovánímlaserusepočítá,takabybylamožnábezpečnáprácestudentůpřivýuce.
Použití tohoto laseru je velmi omezené především zdůvodu nízkého výkonu diody a
relativněmalékvalityvýstupníhopaprsku.Velikostnastavenéhoohniska0,1x0,4mma
1 W výkonu umožňuje řezání papíru a velmi tenkých kovových fólií. Parametry ani
možnostmi použití tento laser tedy neohromí, ale jako hlavní výhodu této koncepce
laserového stroje považujeme jeho modularitu. Protože laserové diody neustále
výkonověrostouabrzybudoudobředostupnéijednomódovélaserovédiodyovysokém
výkonu,počítámevbrzkédoběsvýkonnějšílaserovoudiodouažkolem10W.
Oblastizájmu:Našísnahoujezajistitkvalitnívýukustudentůvoblastitechnologických
možnostílaserů.Zatímtoúčelempřivítámekaždouspoluprácivoblastivýzkumuřezání,
svařování, navařování laserem, možnosti diplomových a bakalářských prací. Současně
budemerádizakaždoupomocpřiřešenínašeholaserovéhoprojektu.
49
JMENNÝREJSTŘÍK
AasMehdi
BeranJosef
BernatováSilvie
BičišťováRadka
BrajerJan
BrzobohatýOto
BřezinaPetr
BuchtaZdeněk
ČechRadim
ČeledováJana
ČípOndřej
ČížekMartin
ČižmárTomáš
DvořáčekPavel
HálaAleš
HelánRadek
HiklováHelena
HoláMiroslava
HolíkMilan
HrabinaJan
HradilZdenek
HuclVáclav
ChmelíčkováHana
ChvátalLukáš
JáklPetr
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÁPINZETA
VCSVTT
VCSVTT
ŠIROKOSPEKTRÁLNÍLASEROVÉZDROJE‐GENERACE
SUPERKONTINUA
INTERFEROMETRUPOMOCÍFEMTOSEKUNDOVÉHO
HŘEBENEOPTICKÝCHFREKVENCÍ
DENTINU
INTERFEROMETRKOMPENZUJÍCÍFLUKTUACEINDEXULOMU
VZDUCHUVOSEMĚŘENÍ
STIMULOVANÝBRILLOUINŮVROZPTYLAJEHOVYUŽITÍ
KOHERENCI
ČASE
DENTINU
PRVKŮ
RAMANOVSKÉPINZETY
50
28
9
29
10
11
11
12
13
14
15
43
32
16
32
17
12
18
19
20
25
21
22
23
32
44
24
45
25
12
46
29
JedličkaPetr
JežekJan
JonášAlexandr
KaňkaJan
KarásekVítězslav
KirazAlper
KlečkaMartin
KolaříkVladimír
LazarJosef
LešundákAdam
MatějkaMilan
MikelBřetislav
MikšAntonín
MoserMartin
MrňaLibor
NěmečekStanislav
NovákJiří
NovákPavel
NožkaLibor
OulehlaJindřich
PilátZdeněk
PlasguraPetr
PřádkaMiroslav
RandulaAntonín
RůžičkaBohdan
RůžičkaFilip
ŘeháčekJaroslav
ŘihákováLenka
ELEKTRONIKAPROLASEROVÉSYSTÉMYAPŘÍKLADJEJÍHO
NESTANDARDNÍHOPOUŽITÍ
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÁPINZETA
RAMANOVSKÉPINZETY
FIRMALAO‐ PRŮMYSLOVÉSYSTÉMY,S.R.O.
INSTRUMENTACEPROSPEKTRÁLNÍANALÝZU
MOLEKULÁRNÍABSORPCEPLYNŮPOMOCÍ
FEMTOSEKUNDOVÉHOHŘEBENEOPTICKÝCHFREKVENCÍ
MŘÍŽKY
MIT‐ LASERY,FOTONIKAAJEMNÁMECHANIKA
ČASE
TEPLOTÁCH
RAMANOVSKÉPINZETY
OPTICKÉCHYTÁNÍJEDNOBUNĚČNÝCHŘASNA735‐1064NM:
HODNOCENÍOPTICKÉHOPOŠKOZENÍ
RAMANOVSKÁPINZETA
KLINICKÉVYUŽITÍPULZNÍHOLASERUVLÉČBĚISCHEMICKÉ
CHOROBYDOLNÍCHKONČETIN
RAMANOVSKÁPINZETA
KOHERENCI
DENTINU
51
26
27
29
28
10
28
29
12
28
30
31
32
33
31
34
38
35
36
37
38
38
44
39
29
28
40
10
41
41
43
10
44
25
SamekOta
SchwenkMatthias
StoklasaBohumil
ŠebestováHana
ŠerýMojmír
ŠilerMartin
ŠmídRadek
ŠvábekRoman
TesařSvobodováZoja
ThiemeM
TrtílekMartin
VondroušPetr
ZemánekPavel
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÁPINZETA
KOHERENCI
ČASE
DENTINU
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÁPINZETA
PRVKŮ
STUDIUMMATERIÁLŮSNÍZKOUTEPLOTNÍROZTAŽNOSTÍZA
POMOCÍOPTICKÉHOHŘEBENE
HILASE– NOVÉLASERYPROPRŮMYSLAVÝZKUM
VCSVTT
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÉPINZETY
RAMANOVSKÁPINZETA
PRVKŮ
52
29
10
44
45
25
29
32
10
12
46
26
47
48
11
43
29
49
29
12
28
10
46
26
53
SPONZOŘI
www.lao.cz
www.mit‐laser.cz
tetur.moraviavitis.cz
54
Název:
SborníkupříspěvkůmultioborovékonferenceLASER52
(elektronickáverze)
Editor:
BohdanRůžička,JanaČeledová
Vydavatel:
Vydánovroce: 2012
Vydání:
první
Náklad:
∞
Zaobsahovouajazykovouúpravuodpovídajíautořipříspěvků.
ISBN978‐80‐87441‐09‐1

E-sborník příspěvků konference LASER52 - ALISI

Transkript

Podobné dokumenty

Úloha č. 9: Nelineární jevy v ultrarychlé optice

Studium přípravy a aplikačních možností nanočástic stříbra

III. Ostravské angiodny

nanotechnologie v české republice 2008

Cestovní mapa České republiky velkých infrastruktur pro výzkum

Vybrat si byla hračka

E-sborník konference LASER54 ke stažení - ALISI

č. 2/2003 - Časopis Meteorologické zprávy

E-sborník konference LASER53 ke stažení - ALISI

schnepfe

Sestava 1 - ALISI - Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i.

m - Server Ozeas

úterý 20. října 2015

Stáhnout

IMPLEMENTACE FUNKCIONALITY E

Laserové zachycení a chlazení nanočástic / Laser trapping and

Newsletter - ELI – extreme light infrastructure

Newsletter ELI Beamlines - ELI – extreme light infrastructure