Předmětem této diplomové práce bylo studium a vývoj nového druhu pseudo-nedifrakčního optického svazku, známého jako strukturovaný optický svazek. Cílem práce bylo vytvořit generátor těchto svazků a optimalizovat jej pro generaci struktur o velikosti menší než vlnová délka. V rámci experimentů byla provedena měření subpixelových struktur svazku pomocí metody zakrývání pixelů fotodetektoru, na které tyto struktury dopadaly. Dosáhli jsme úspěšné generace nedifrakčního pole o šířce 0,89 násobek vlnové délky a délce 1185 násobek vlnové délky. Dále jsme provedli experiment s totálním vnitřním odrazem, který ukázal signifikantní změnu rozložení polarizace v jádře svazku. Diskutovali jsme také limity generace sub-vlnových strukturovaných svazků a jejich potenciál využití. Získané výsledky a jejich možné aplikace byly předmětem analýzy a diskuse. Na základě těchto výsledků je patrný potenciál strukturovaných optických svazků jako nového nástroje pro optické manipulace, mikroskopii a vytyčování prostorové přímosti pro ultrapřesnou justaci.
Anotace v angličtině
The subject of this thesis was the study and development of a new type of pseudo-non-diffractive optical beam, known as a structured optical beam. The aim of the thesis was to create a generator for these beams and to optimize it for the generation of structures smaller than a wavelength. The experiments involved measurements of sub-pixel beam structures using a method of covering the pixels of the photodetector on which these structures were incident. We achieved successful generation of a non-diffraction field with a width of 0.89 times wavelength and a length of 1185 times wavelength. We also performed a total internal reflection experiment, which showed a significant change in the polarization distribution in the core of the beam. We also discussed the limits of sub-wavelength structured beam generation and their potential applications. The obtained results and their possible applications were analyzed and discussed. Based on these results, the potential of structured optical bundles as a new tool for optical manipulation, microscopy and delineation of spatial straightness for ultraprecision alignment.
Předmětem této diplomové práce bylo studium a vývoj nového druhu pseudo-nedifrakčního optického svazku, známého jako strukturovaný optický svazek. Cílem práce bylo vytvořit generátor těchto svazků a optimalizovat jej pro generaci struktur o velikosti menší než vlnová délka. V rámci experimentů byla provedena měření subpixelových struktur svazku pomocí metody zakrývání pixelů fotodetektoru, na které tyto struktury dopadaly. Dosáhli jsme úspěšné generace nedifrakčního pole o šířce 0,89 násobek vlnové délky a délce 1185 násobek vlnové délky. Dále jsme provedli experiment s totálním vnitřním odrazem, který ukázal signifikantní změnu rozložení polarizace v jádře svazku. Diskutovali jsme také limity generace sub-vlnových strukturovaných svazků a jejich potenciál využití. Získané výsledky a jejich možné aplikace byly předmětem analýzy a diskuse. Na základě těchto výsledků je patrný potenciál strukturovaných optických svazků jako nového nástroje pro optické manipulace, mikroskopii a vytyčování prostorové přímosti pro ultrapřesnou justaci.
Anotace v angličtině
The subject of this thesis was the study and development of a new type of pseudo-non-diffractive optical beam, known as a structured optical beam. The aim of the thesis was to create a generator for these beams and to optimize it for the generation of structures smaller than a wavelength. The experiments involved measurements of sub-pixel beam structures using a method of covering the pixels of the photodetector on which these structures were incident. We achieved successful generation of a non-diffraction field with a width of 0.89 times wavelength and a length of 1185 times wavelength. We also performed a total internal reflection experiment, which showed a significant change in the polarization distribution in the core of the beam. We also discussed the limits of sub-wavelength structured beam generation and their potential applications. The obtained results and their possible applications were analyzed and discussed. Based on these results, the potential of structured optical bundles as a new tool for optical manipulation, microscopy and delineation of spatial straightness for ultraprecision alignment.
1. Seznamte se se základní literaturou o Besselovských a strukturovaných optických svazcích.
2. Podílejte se na návrhu generátoru strukturovaných svazků se strukturami menšími nežli vlnová délka použitého světla
3. Optimalizujte konfiguraci tohoto generátoru
4. Spolupracujte na vývoji metod, umožňujících detekci prostorového rozložení intenzity světla ve svazku
5. Zkoumejte vlastnosti evanescentní vlny, generované při totálním odrazu strukturovaných optických svazků, a její interakce s okolím
6. Diskutujte limity možnosti generace optických svazků se strukturami menšími nežli vlnová délka a jejich použití při studiu nanoobjektů
Zásady pro vypracování
1. Seznamte se se základní literaturou o Besselovských a strukturovaných optických svazcích.
2. Podílejte se na návrhu generátoru strukturovaných svazků se strukturami menšími nežli vlnová délka použitého světla
3. Optimalizujte konfiguraci tohoto generátoru
4. Spolupracujte na vývoji metod, umožňujících detekci prostorového rozložení intenzity světla ve svazku
5. Zkoumejte vlastnosti evanescentní vlny, generované při totálním odrazu strukturovaných optických svazků, a její interakce s okolím
6. Diskutujte limity možnosti generace optických svazků se strukturami menšími nežli vlnová délka a jejich použití při studiu nanoobjektů
Seznam doporučené literatury
[1] Hernández-Figueroa H., Zamboni-Rached M., Recami E., Non-Diffracting Waves: An Introduction, 2013, ISBN-13: 978-3527411955
[2] Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I,II , MATFYZPRESS, Praha, 1994-95
[3] Malý P., Optika, Karolinum, 2008, ISBN: 9788024613420
[4] H. Rubinsztein-Dunlop et al., "Roadmap on structured light,” J. Opt., vol. 19, no. 1, p. 013001, Jan. 2017, doi: 10.1088/2040-8978/19/1/013001.
[5] A. Forbes, M. de Oliveira, and M. R. Dennis, "Structured light,” Nat. Photonics, vol. 15, no. 4, pp. 253–262, Apr. 2021, doi: 10.1038/s41566-021-00780-4
[6] M. Zhu, Q. Cao, and H. Gao, "Creation of a 50,000λ long needle-like field with 036λ width,” Journal of the Optical Society of America A, vol. 31, no. 3, Art. no. 3, Mar. 2014, doi: 10.1364/JOSAA.31.000500.
[7] V. Kollárová, "Synteza_svetelnych_poli.pdf", 2011. Disertační práce Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouc, katedra optiky, [Online] "Synteza_svetelnych_poli.pdf". Dostupné z: http://theses.cz/id/9sslk2/Synteza_svetelnych_poli.pdf.
[8] Odborné články podle doporučení vedoucího diplomové práce
Seznam doporučené literatury
[1] Hernández-Figueroa H., Zamboni-Rached M., Recami E., Non-Diffracting Waves: An Introduction, 2013, ISBN-13: 978-3527411955
[2] Saleh, B. E. A. - Teich, M.C.: Základy fotoniky I,II , MATFYZPRESS, Praha, 1994-95
[3] Malý P., Optika, Karolinum, 2008, ISBN: 9788024613420
[4] H. Rubinsztein-Dunlop et al., "Roadmap on structured light,” J. Opt., vol. 19, no. 1, p. 013001, Jan. 2017, doi: 10.1088/2040-8978/19/1/013001.
[5] A. Forbes, M. de Oliveira, and M. R. Dennis, "Structured light,” Nat. Photonics, vol. 15, no. 4, pp. 253–262, Apr. 2021, doi: 10.1038/s41566-021-00780-4
[6] M. Zhu, Q. Cao, and H. Gao, "Creation of a 50,000λ long needle-like field with 036λ width,” Journal of the Optical Society of America A, vol. 31, no. 3, Art. no. 3, Mar. 2014, doi: 10.1364/JOSAA.31.000500.
[7] V. Kollárová, "Synteza_svetelnych_poli.pdf", 2011. Disertační práce Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouc, katedra optiky, [Online] "Synteza_svetelnych_poli.pdf". Dostupné z: http://theses.cz/id/9sslk2/Synteza_svetelnych_poli.pdf.
[8] Odborné články podle doporučení vedoucího diplomové práce
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.