Vláknová optika pro biologii a medicínu

Přednášející:

Marie Pospíšilová (gar.)

Cvičící:

Marie Pospíšilová (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Optické vlákno, základní parametry, podmínka vedení, přístup geometrické a vlnové optiky, Maxwellovy rovnice, vidová struktura. Optické vláknové prvky, optické vlákno jako zobrazovací prvek. Optické vláknové svazky, endoskop. Úvod do optických vláknových senzorů, základy spektroskopie, pasivní a aktivní optické vláknové senzory, biosenzory, ukázky konkrétních uspořádání optických vláknových senzorů.

Požadavky:

80% docházka, PP prezentace, protokoly z měření, absolvování obou testů a z toho zápočtový test na více než 60 bodů. Zápočtový test - 10 otázek a příkladů po max. 10 bodech z probrané látky (na 90 minutes).

Osnova přednášek:

1.Úvod - vláknová optika, přehled a použití optických vláken (OV), dosahované parametry, příprava OV

2.a 3.Optické vlákno - základní vztahy a parametry, přiblížení geometrické a vlnové optiky, Maxwelovy rovnice, vidová struktura - vedené vidy, podmínka vedení, počet vidů,typy vidů, evanescentní pole, příklady výpočtu parametrů OV

4. Metody měření optických vláken - úvod, Profil indexu lomu, geometrie, útlum OV

5.až 6. OV v medicínské a biologické praxi - speciální OV, OV prvky (vláknové svazky, kónické OV prvky, tapery, mřížky), zobrazování OV, endoskop, OV sondy, U-vlákna, základy spektroskopie, příklady výpočtů k probírané látce

7.- 10. OV pro optické vláknové sensory (OVS) - vlastní a nevlastní OVS, OVS v biologii a medicíně, detekce základních fyzikálních a chemických veličin, doplnění principů detekce fyzikálních a chemických veličin, úvod do bio-senzorů

Po každé přednášce bude studentům předána pp prezentace.

Kontrolní test (15 min - 3 otázky) na začátku 5-té přednášky

Seminář „Optické vláknové senzory“ (OVS) - výběr libovolného systému OVS na cca 5-ti slidech v PP (vždy po dvojicích)

Na začátku prosince celodenní laboratorní cvičení za 3 přednáškové cykly - 1. Spektrální měření útlumu: Metoda dvou délek, 2. Určení kritického ohybu, 3. Měření geometrie optických vláken na mikroskopu

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Seznámít se základy vláknové optiky v přístupu geometrické a vlnové optiky včetně základních vztahů pro výpočet důležitých parametrů optických vláken. 2. Získat přehled o typech optických vláken a jejich parametrů důležitých pro jejich aplikace v biologii a medicíně 3. Získat základy o optických vláknových senzorech a biosenzorech v biologické a medicínské aplikaci. 4. Získat praktickou zkušenost práce s optickým vláknem a jejich měření v rámci tří laboratorních úloh.

Studijní materiály:

[1] Pospišilová, I. Kašík, V. Matějec: „Vláknová optika pro biologii a medicínu“ , ČVUT v Praze 2011

[2] www.ufe.cz

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost KL:GDM212 Pospíšilová M. 12:00–13:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebna GDM 212
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní obor Přístroje a metody pro biomedicínu - prezenční (povinně volitelný předmět)