Hodnocení kvality povrchů optickými metodami. (FSI-9KPO)

Akademický rok 2019/2020

Garant:	prof. RNDr. Miloslav Ohlídal, CSc.
Garantující pracoviště:	ÚFI	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Porozumění principům interakce elektromagnetického záření s drsným povrchem, základní orientace v pokročilých a nových optických technikách měření kvality povrchu optickými metodami.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost základů hodnocení kvality povrchu optickými metodami a schopnost jejich aplikace v praxi
Prerekvizity:
Základy interferometrie, skalární teorie difrakce, fourierovské optiky a teorie náhodných funkcí.
Obsah předmětu (anotace):
Úvodní část přednášky objasňuje základy interakce elektromagnetického záření s drsným povrchem v rámci Kirchhoffovy skalární teorie rozptylu. Ve druhé části přednášky se posluchači seznámí s principy dnes již klasických optických metod měření kvality povrchu (metoda světelného řezu, stínová metoda, Moiré metoda, interferometrické metody) i s konstrukčními schématy základních typů přístrojů těchto metod využívajících. Nejvýznamnější částí přednášky je část třetí, ve které je pojednáno o moderních metodách vyvinutých v posledních 30 letech (metody využívající jevu koherenční zrnitosti, fotometrické metody, elipsometrické metody). Jsou zde rovněž prezentovány principy měření drsnosti povrchu, které jsou použity u nejnovějších přístrojů předních světových firem (konoskopická holografie, konfokální senzor, autofokusační senzor, senzor s chromatickou aberací, konfokální mikroskopie, mikroskopie blízkého pole). Přednášku doplňují demonstrace a experimenty v laboratořích ÚFI FSI VUT v Brně
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška je ústní. Zkoušený může používat jakoukoli literaturu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:

Typ (způsob) výuky:
Přednáška	10 × 2 hod.	nepovinná
Osnova:
Přednáška	1.Charakter drsného povrchu. 2.Rayleighovo kriterium, fázové úvahy. 3.Základní formulace skalární Kirchhoffovy teorie. 4.Klasické optické metody měření kvality povrchu (metoda světelného řezu, stínová metoda, Moiré metoda, interferometrické metody). 5.Moderní optické metody měření kvality povrchu (metody využívající jevu koherenční zrnitosti, fotometrické metody, elipsometrické metody). 6.Principy měření drsnosti povrchu, které jsou použity u nejnovějších přístrojů předních světových firem (konoskopická holografie, konfokální senzor, autofokusační senzor, senzor s chromatickou aberací, konfokální mikroskopie, mikroskopie blízkého pole). 7.Příspěvek ÚFI FSI VUT v Brně k dané problematice (metoda úhlové či spektrální korelace polí koherenční zrnitosti, střihová interferometrie, interferometrie s posuvem fáze, rozptyl laserového světla na kovových površích, paralelní konfokální mikroskopie, digitální holografická interferometrie se syntetickou vlnovou délkou).

Literatura - základní:
1. Beckmann, P., Spizzichino, A: The Scattering of Electromagnetic Waves from Rough Surfaces. Pergamon Press, Oxford, 1963.
2. Ogilvy, J. A.: Theory of Wave Scattering form Random Rough Surfaces. IOP Publishing Ltd.,Bristol 1991.
4. Mainsah, E., Greenwood, J. A. and Chetwynd, D. G.: Metrology and Properties of Engineering Surfaces. Kluwer Academic Publishers, Boston 2001
Literatura - doporučená:
1. Born, M., Wolf, E.: Principles of Optics. 7th (expanded) ed.,. Cambridge University Press, Cambridge 1999
2. Goodman, J. W.: Introduction to Fourier Optics. 2nd ed.,. McGraw-Hill, New York 1996.
3. Bumbálek B., Odvody V., Ošťádal B.: Drsnost povrchu,. SNTL, Praha 1989.