Principy a aplikace optických sensorů

Garant předmětu:

Jan Aubrecht

Přednášející:

Jan Aubrecht

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Předmět poskytuje studentům úvod to problematiky optických senzorů. Jsou probírany principy absorpčních, luminiscenčních a SPR senzorů, včetně jejich aplikačního využití. Dále předmět obsahuje rozdělení a vlastnosti světelných zdrojů a detektorů světla, aplikace distribuované detekce a informace o fotonických strukturách, Součástí předmětu jsou praktické úlohy, při kterých si studenti prakticky ověří znalostí získané při přednáškách.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvod - definice základních pojmů, rozdělení senzorů podle vlastností a charakteristik.

2. Planární a opticko-vláknové struktury - teorie optických planárních vlnovodů - matematický a fyzikální popis.

3. Světelné zdroje a detektory světla - rozdělení podle rozsahu jejich použitelnosti, typy laserů, fotodetektory, fotonásobiče.

4. Fluorescenční a absorpční senzory - fluorescenční spektroskopie, chemiluminiscence, absorpční spektroskopie.

5. OTDR - distribuovaná detekce - metody rozprostřené detekce fyzikálních veličin.

6. SPR - povrchové plazmony - multifunkční využití biosenzorů.

7. Fotonické struktury - fotonické krystaly, praktické využití v oblastech optiky.

8. Aplikační členění optických senzorů - chemické, elektrochemické, akustické a jiné.

Osnova cvičení:

Praktické úlohy:

1. Stanovení délky a útlumu optického vlákna metodou optické reflektometrie.

2. Měření spektrálních vlastností planárních vlnovodů metodou ATR (Zeslabené totální reflexe).

3. Měření spektrálních vlastností a charakterizace roztoků.

4 Měření spektrálních vlastností a charakterizace optických vláken.

Cíle studia:

Znalosti:

Základní znalosti optiky.

Schopnosti:

Znalost základních principů činnosti optických senzorů a schopnost provedení základních optických měření.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]. B.A.Saleh, M.C.Teich: Základy fotoniky 1-3, Matfyzpress Praha, 1994.

Doporučená literatura:

[2]. P.Fiala, I.Richter: Fyzikální optika, ČVUT FJFI, 2005,

Studijní pomůcky:

laboratoř se základním vybavením pro optická měření.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)
• Inženýrství pevných látek (volitelný předmět)