Optická měření

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s měřícími optickými metodami od detekce mikročástic, neregularit a porušení povrchů, přes využití vláknové optiky v oblastech, kde není možné použít standardní elektronické senzory, či v místech se zvýšeným nebezpečím výbuchu a v nemocnicích, lidary využívané v inteligentních dopravních infrastrukturách až po makroskopické snímání (dálkový průzkum, remote sensing) Země, atmosféry a vesmíru. Zahrnutí těchto měřicích metod vyžaduje zejména pochopení samotných fyzikálních mechanismů, na kterých jsou založeny a dále pak znalost měřících postupů a specifik při zpracování a rekonstrukci dat.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvod do optiky, přehled senzorů.

2. Popis optických senzorových systémů, porovnání možností generace a detekce signálu, interferometrické přístupy.

3. Detekce kapalin/plynů využití principů refraktometrie, spektroskopie a polarizace světla.

4. Optické senzory pro lékařské účely a senzory v letectví (gyroskop).

5. Monitorování technického stavu povrchů a konstrukcí (structural health monitoring) využití vláknových mřížek (FBG - Fibre Bragg grating).

6. Monitorování technického stavu konstrukcí distribuované vláknové reflektometrické senzory (OTDR) - koherentní, polarizační, Ramanovský a Brillouinův reflektometr.

7. Optické skenery pasivní, vlastnosti snímacích systémů (CMOS, CCD, APD, EMCCD), zdroje šumu.

8. Optické skenery aktivní, 3D rekonstrukce.

9. Optická inspekce objektů, defektoskopie.

10. Lidary - koncept, parametry, přesnost detekce, aplikace v automobilových aplikacích.

11. Vrstvy atmosféry, průchod optických vln vrstveným prostředím.

12. Dálkový průzkum Země - spektrální vlastnosti povrchu, profilová a polohová měření, kombinace radiometrologicých dat, hyperspektrální snímání.

13. Dálkový průzkum Země -rektifikace a rekonstrukce metrologického obrazu. Dálkový průzkum vesmíru.

Osnova cvičení:

Není dosud vyplněno.

Cíle studia:

Cílem tohoto předmětu je seznámit studenty s měřícími optickými metodami od detekce mikročástic, neregularit a porušení povrchů, přes využití vláknové optiky v oblastech, kde není možné použít standardní elektronické senzory, či v místech se zvýšeným nebezpečím výbuchu a v nemocnicích, lidary využívané v inteligentních dopravních infrastrukturách až po makroskopické snímání (dálkový průzkum, remote sensing) Země, atmosféry a vesmíru. Zahrnutí těchto měřicích metod vyžaduje zejména pochopení samotných fyzikálních mechanismů, na kterých jsou založeny a dále pak znalost měřících postupů a specifik při zpracování a rekonstrukci dat.

Studijní materiály:

1. Hui, R., O'Sullivan, M.: Fiber Optic Measurement Techniques

Academic Press 2009, ISBN 978-0-12-373865-3

2. Baghdadi, N., Mehrezi, Z.: Optical Remote Sensing of Land Surface:Techniques and Methods

Elsevier 2016, ISBN 9780081011843

3. Pinliang, D., Chen, Q.: LiDAR remote sensing and applications

CRC Press 2017, ISBN 9781351233354

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/QNI-OPM

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/QNI-OPM

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kvantová informatika (povinně volitelný předmět)