prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.
E-mail:   chmelik@fme.vutbr.cz  Pracoviště:   Ústav fyzikálního inženýrství Zařazení:   Zástupce ředitele Místnost:   A2/209 Pracoviště:   Ústav fyzikálního inženýrství odbor optiky a přesné mechaniky Zařazení:   Vedoucí odboru Místnost:   A2/209 Pracoviště:   Ústav fyzikálního inženýrství odbor optiky a přesné mechaniky Zařazení:   Profesor Místnost:   A2/209

Aktuálně garantované předměty:

• Diplomový projekt (N-PMO) (TPP)
• Fourierovské metody v optice (TFO)
• Fyziologická optika (TF0)
• Konstrukce přístrojů a optomechanika I (TK1)
• Light Microscopy (DS135A)
• Pokročilá světelná mikroskopie - teorie zobrazení (9MIA)
• Pokročilá světelná mikroskopie - teorie zobrazení (DS142)
• Předdiplomní projekt (N-PMO) (TOP)
• Seminář k diplomové práci I (N-PMO) (TDS)
• Seminář k diplomové práci II (N-PMO) (TSP)
• Speciální seminář (N-PMO) (TSS)
• Světelná mikroskopie (9MIK)
• Vlnová optika (TAO)
• Vybrané kapitoly z biofotoniky (9VKB)
• Základy optiky (TZO)
• Základy optiky (TZO-K)

Vybrané publikace:

• GÁL, B.; VESELÝ, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; NEKULOVÁ, M.; JŮZOVÁ, V.; CHMELÍK, R.; VESELÝ, P.:
  Distinctive behaviour of live biopsy-derived carcinoma cells unveiled using coherence-controlled holographic microscopy, PLOS
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• ŠTRBKOVÁ, L.; ZICHA, D.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Automated classification of cell morphology by coherence-controlled holographic microscopy, SPIE
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• BABOCKÝ, J.; KŘÍŽOVÁ, A.; ŠTRBKOVÁ, L.; KEJÍK, L.; LIGMAJER, F.; HRTOŇ, M.; DVOŘÁK, P.; TÝČ, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; KŘÁPEK, V.; KALOUSEK, R.; CHMELÍK, R.; ŠIKOLA, T.:
  Quantitative 3D phase imaging of plasmonic metasurfaces
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• ŠTRBKOVÁ, L.; MANAKHOV, A.; ZAJÍČKOVÁ, L.; STOICA, A.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  The adhesion of normal human dermal fibroblasts to the cyclopropylamine plasma polymers studied by holographic microscopy, Elsevier B.V.
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• PLÖSCHNER, M.; KOLLÁROVÁ, V.; DOSTÁL, Z.; NYLK, J.; BARTON-OWEN, T.; FERRIER, D.; CHMELÍK, R.; DHOLAKIA, K.; ČIŽMÁR, T.:
  Multimode fibre: Light-sheet microscopy at the tip of a needle, Springer Nature
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• ČOLLÁKOVÁ, J.; KŘÍŽOVÁ, A.; KOLLÁROVÁ, V.; DOSTÁL, Z.; SLABÁ, M.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Coherence-controlled holographic microscopy enabled recognition of necrosis as the mechanism of cancer cells death after exposure to cytopathic turbid emulsion., Journal of Biomedical Optics SPIE
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• KŘÍŽOVÁ, A.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.; KVASNICA, L.; UHLÍŘOVÁ, H.; ZIKMUND, T.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Dynamic phase differences based on quantitative phase imaging for the objective evaluation of cell behavior
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• KOLLÁROVÁ, V.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Quantitative phase imaging through scattering media by means of coherence-controlled holographic microscope, SPIE
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• DOSTÁL, Z.; SLABÝ, T.; KVASNICA, L.; LOŠŤÁK, M.; KŘÍŽOVÁ, A.; CHMELÍK, R.:
  Automated alignment method for coherence-controlled holographic microscope, SPIE
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• BALVAN, J.; KŘÍŽOVÁ, A.; GUMULEC, J.; RAUDENSKÁ, M.; SLÁDEK, Z.; SEDLÁČKOVÁ, M.; BABULA, P.; SZTALMACHOVÁ, M.; KIZEK, R.; CHMELÍK, R.; MASAŘÍK, M.:
  Multimodal Holographic Microscopy: Distinction between Apoptosis and Oncosis, PLOS
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• KOLLÁROVÁ, V.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.; SLABÝ, T.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Quantitative phase imaging through scattering media,
  Quantitative Phase Imaging, pp.93360T-1-93360T-8, ISBN 978-1-62841-426-4, (2015), SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 1000 20TH ST, PO BOX 10, BELLINGHAM, WA 98227-0010 USA
  článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus
  akce: SPIE Photonics West 2015, San Francisco, 07.02.2015-12.02.2015
• TRUNEC, M.; MACA, K.; CHMELÍK, R.:
  Polycrystalline alumina ceramics doped with nanoparticles for increased transparency, Elsevier Science Ltd.
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• ZIKMUND, T.; KVASNICA, L.; TÝČ, M.; KŘÍŽOVÁ, A.; ČOLLÁKOVÁ, J.; CHMELÍK, R.:
  Sequential processing of quantitative phase images for the study of cell behaviour in real-time digital holographic microscopy
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; KOLLÁROVÁ, V.; SLABÝ, T.; LOŠŤÁK, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.:
  The Role of Coherence in Image Formation in Holographic Microscopy, Elsevier Academic Press
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; SLABÝ, T.:
  Coherence-controlled holographic microscopy in diffuse media, OSA
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• TÝC, M.; KVASNICA, L.; SLABÁ, M.; CHMELÍK, R.:
  Numerical refocusing in digital holographic microscopy with extended-sources illumination
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• SLABÝ, T.; KOLMAN, P.; DOSTÁL, Z.; ANTOŠ, M.; LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.:
  Off-axis setup taking full advantage of incoherent illumination in coherence-controlled holographic microscope
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• BOUCHAL, P.; KAPITÁN, J.; CHMELÍK, R.; BOUCHAL, Z.:
  Point spread function and two-point resolution in Fresnel incoherent correlation holography, OPTICAL SOC AMER, 2010 MASSACHUSETTS AVE NW, WASHINGTON, DC 20036 USA
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
• KOLMAN, P.; CHMELÍK, R.:
  Coherence-controlled holographic microscope,
  OPTICS EXPRESS, Vol.18, (2010), No.21, pp.21990-22003, ISSN 1094-4087, Optical Society of America
  článek v časopise - ostatní, Jost

Seznam publikací na portálu VUT

Anotace nejvýznamnějších prací:

• CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; KOLLÁROVÁ, V.; SLABÝ, T.; LOŠŤÁK, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.:
  The Role of Coherence in Image Formation in Holographic Microscopy, Elsevier Academic Press
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
  Byly navrženy a zkonstruovány mimoosové holografické mikroskopy (DHM) pracující s nekoherentním světlem. Jejich zobrazovací vlastnosti lze ovlivňovat změnou koherence osvětlení. Vlastnosti mikroskopu lze měnit od klasického DHM s koherentním světlem, který umožňuje numerické ostření, po DHM s nekoherentním světlem, který je charakterizován zobrazením vysoké kvality bez koherenčního šumu, polovičním limitem stranového rozlišení a efektem koherenční brány, který umožňuje zobrazování v kalných prostředích a vytváření optických řezů. Teoreticky jsme popsali zobrazovací proces holografického mikroskopu (HM) a jeho ovlivnění koherencí osvětlení. Trojrozměrná koherentní funkce přenosu (CTF) popisuje závislost přenosového pásma prostorových frekvencí na koherenčních vlastnostech zdroje. Redukce koherence vede k rozšíření pásma, tj. ke zlepšení rozlišovací schopnosti. Tento efekt je zřejmý rovněž z tvaru 3D bodových rozptylových funkcí, které nám dovolují charakterizovat zobrazení pomocí 3D konvoluce. Zobrazování a numerické ostření rovinných objektů je popsáno pomocí 2D CTF odvozených ze 3D CTF pro různá rozostření. Výsledky pro 2D objekty jsou prezentovány také ve zjednodušeném aproximativním tvaru, který dává hlubší vhled do základů zobrazování. V této aproximaci je také objasněno vytváření obrazu v kalném prostředí pomocí koherenční brány. Navíc je ukázáno, že stranový posuv předmětového a referenčního svazku zesiluje vyšší prostorové frekvence rozostřeného objektu a umožňuje zobrazení objektu v kalném prostředí pomocí difuzního (nebalistického) světla. Důležité teoretické výsledky jsou ověřeny experimentálně.
• SLABÝ, T.; KOLMAN, P.; DOSTÁL, Z.; ANTOŠ, M.; LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.:
  Off-axis setup taking full advantage of incoherent illumination in coherence-controlled holographic microscope
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
  Koherencí řízený holografický mikroskop kombinuje mimoosovou holografii a achromatický mřížkový interferometr, což umožňuje využití světelných zdrojů s libovolným stupněm časové a prostorové koherence. To vede k dosažení efektu koherenční brány, silnému potlačení koherenční zrnitosti a parazitních interferencí a umožňuje dosažení vysoké přesnosti měření a zobrazovací kvality. Dosažitelné příčné rozlišení je srovnatelné s běžnými widefield mikroskopy, což umožňuje ve srovnání s běžnými mimoosovými uspořádáními rozlišení až dvakrát jemnějších detailů. Zobrazovací vlastnosti mohou být libovolně kontrolovány mezi dvěma extrémy: plně koherentní holografií a konfokální nekoherentní holografií. V článku jsou odvozeny a detailně popsány základní parametry soustavy a demonstrována experimentální ověření zobrazovacích vlastností.
• BOUCHAL, P.; KAPITÁN, J.; CHMELÍK, R.; BOUCHAL, Z.:
  Point spread function and two-point resolution in Fresnel incoherent correlation holography, OPTICAL SOC AMER, 2010 MASSACHUSETTS AVE NW, WASHINGTON, DC 20036 USA
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
  Fresnelova nekoherentní korelační holografie (angl. FINCH) umožňuje digitální rekonstrukci nekoherentně osvětlených objektů z intenzitních záznamů získaných pomocí prostorového modulátoru světla (PMS). Článek prezentuje vlnově optický model FINCH, který umožňuje analytický výpočet bodové rozptylové funkce (angl. PSF) jak pro optickou, tak pro digitální část zobrazovacího procesu a uvažuje prostorové omezení světelné vlny gaussovskou aperturou. Difrakční meze příčné a podélné velikosti zobrazení bodu, které je vytvářeno pomocí sestavy pro FINCH, jsou stanoveny pomocí trojrozměrné PSF. Příčné a podélné rozlišení je zkoumáno jak teoreticky, tak experimentálně s využitím kvantitativních měřítek zavedených pro dvoubodové zobrazování. Je studována závislost rozlišovací schopnosti na parametrech soustavy a je navržena optimální geometrie sestavy s ohledem na nejlepší hodnoty příčného a podélného rozlišení. Teoretický výsledek je potvrzen experimenty, v nichž je pro vytvoření hologramu objektu pomocí SLM použita LED dioda jako prostorově nekoherentní zdroj.
• KOLMAN, P.; CHMELÍK, R.:
  Coherence-controlled holographic microscope,
  OPTICS EXPRESS, Vol.18, (2010), No.21, pp.21990-22003, ISSN 1094-4087, Optical Society of America
  článek v časopise - ostatní, Jost
  V článku jsou odvozeny parametry konstrukčně důležitých optických prvků koherencí řízeného holografického mikroskopu (CCHM) zobrazujícího v procházejícím světle libovolně nízké časové i prostorové koherence. Mikroskop využívá achromatického mřížkového interferometru pro mimoosovou holografii, který je prostorově invariantní. Mimo zobrazovací metody běžné v digitální holografické mikroskopii, jako např. kvantitativní fázový kontrast, nebo holografickou rekonstrukci trojrozměrných objektů, nabízí posaný mikroskop zobrazení vysoké kvality bez koherenčního šumu, vyšší příčné rozlišení a umožňuje vytvářet optické řezy vzorkem za pomoci koherenční brány.
• JANEČKOVÁ, H.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
  Proving Tumour Cells by Acute Nutritional/Energy Deprivation as a Survival Threat: A Task for Microscopy, International Institute of Anticancer Research
  článek v časopise ve Web of Science, Jimp
  Zdá se, že maligní buňky mají speciální schopnost pro přežití. Pokusili jsme se to dokázat pomocí akutního nutriční a energetické deprivace in vitro. Test přežití za přítomnosti PBS (phosphate-buffered saline) v buněčné kultuře byl proveden statickým pozorováním, které bylo doplněno klasickou a kvantitativní fázovou časosběrnou mikroskopií. Z jedné normální a čtyř neoplastických populace buněk žádná enpřežila vystavení PBS 77 hodin. Pouze G3S2 odvozené od lidského prsního karcinomu přežily 60 hodin. Buňky v řídkém porostu byly více zranitelné než ty v hustém. Epiteliání buňky byly aktivnější než mesenchymální. Více maligní buňky odolávaly déle. Evaluace kultur digitální holografickou mikroskopií (DHM) odhalila nárůst v kompaktnosti vnitrobuněčné motility od normálních k mesenchymálním metastazujícím buňkám téměř dosahujícím úrovně epiteliálních G3S2. Studium PBS testu přežití pomocí DHM otevírá nové možnosti výzkumu strukturální integrity neoplastických buněk.