Konstrukce přístrojů a optomechanika II (FSI-TK2)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty s principy a konstrukcí optomechanických sestav z oblastí světelné mikroskopie, holografie, spektroskopie a skaterometrie při optimálním využití počítačů. Studenti se seznámí s vlastnostmi reálných opticko-mechanických sestav a jejich kombinací. Také budou schopni při navrhování opticko-mechanických systémů použít získané dovednosti a znalosti z oblastí konstruování, geometrické a vlnové optiky.
Výstupy studia a kompetence:
Tento předmět umožňuje studentům získat znalosti o konstrukci pokročilých optomechanických přístrojů a zařízení vzhledem ke správné mechanické a optické funkčnosti. V rámci výuky budou studenti systematicky seznamováváni s pokročilými optickými přístroji, s jejich konstrukcí, justáží a celkovým přístupem k tomuto oboru, tak aby mohli tyto přístroje navrhovat.
Prerekvizity:
Konstrukce přístrojů a optomechanika I
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty se pokročilými konstrukčními řešeními optomechanických přístrojů. Zvláštní pozornost je věnována mikroskopovým systémům, interferenčním a holografickým přístrojům, sestavám spektroskopických metod a systémům pro skaterometrii. Studenti budou seznámení s konstrukčním řešením těchto optických systémů a přístrojů, tak aby byli schopni na základě znalostí principů sami optické přístroje navrhovat.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: účast na cvičeních, v průběhu semestru 3 předem ohlášené písemné testy.
Zkouška: písemná.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přítomnost na cvičení je povinná a je sledována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky ve cvičení bude stanovena vyučujícím na základě rozsahu a obsahu zmeškané výuky.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Světelný mikroskop, konstrukce osvětlovací části
2. Světelný mikroskop, konstrukce zobrazovací části
3. Fluorescenční mikroskop, konstrukce fluorescenčního modulu
4. Konfokální mikroskop s laserovým zdrojem, jeho konstrukce, skenovací systémy
5. Interferenční mikroskopy a jejich vybrané konstrukce
6. Holografické mikroskopy a jejich vybrané konstrukce
7. Interferenční a holografické moduly, jejich vybrané konstrukce
8. Pokročilé mikroskopové systémy
9. Spektroskopy a jejich vybrané konstrukce
10. Optomechanika v sestavach pro laserovou ablaci
11. Zobrazovací spektroskopický reflektometr, jeho konstrukce, funkce a použití
12. Skaterometer, jeho konstrukce, funkce a použití
    Cvičení s počítačovou podporou Počítačová podpora přednášené výuky - konstrukční návrhy vybraných optických přístrojů.
Literatura - základní:
1. Harna, Z.: Přesná mechanika.
2. Keprt, E.: Teorie optických přístrojů I,II
3. Havelka, B.: Geometrická optika II
4. Glézl, Š.-Kamarád, J.-Slimák, I.: Presná mechanika
5. Van Hell,AC.s.: Advanced Optical Techniques
6. Yoder, P.: Mounting optics in optical instruments, SPIE Bellingham, 2008
7. Edwards, K., McKee R.: Fundamentals of mechanical component design, McGraw-Hill, 1991.
8. Tryliński, W.: Fine mechanisms and precision instruments: principles of design. Pergamon, 1971.
9. Wilson T. (1994) Confocal Microscopy. In: Yacobi B.G., Holt D.B., Kazmerski L.L. (eds) Microanalysis of Solids. Springer, Boston, MA
10. TÖRÖK, Peter; KAO, Fu-Jen (ed.). Optical imaging and microscopy: techniques and advanced systems. Springer, 2007.
Literatura - doporučená:
1. Harna, Z.: Přesná mechanika.
2. Keprt, E.: Teorie optických přístrojů I,II
3. Glézl, Š.-Kamarád, J.-Slimák, I.: Presná mechanika
4. Wilson T. (1994) Confocal Microscopy. In: Yacobi B.G., Holt D.B., Kazmerski L.L. (eds) Microanalysis of Solids. Springer, Boston, MA
5. TÖRÖK, Peter; KAO, Fu-Jen (ed.). Optical imaging and microscopy: techniques and advanced systems. Springer, 2007.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- kol 7 Povinně volitelný 1 1 L
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 7 Povinný 2 1 L
N-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- kol 7 Povinně volitelný 2 1 L