This thesis deals with the development of the user interface for the application of the method Phase shifting profilometry. First deals with the theoretical approach of this method, and describes the process of image segmentation and data processing using morphological operations. In the practical part of the user interface is designed for acquiring and processing data received in Matlab.

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Reflected-light digital holographic microscope developed at IPE FME BUT uses off-axis holography principle and low spatial and temporal coherence illumination. Microscope allows reconstruction of the image amplitude and the image phase, which can be handled in real time. The only limiting factors are imaging speed of the detector and computer performance when processing holograms. Reconstruction of image phase and amplitude allows high-resolution profilometric measurements in the vertical axis direction. This thesis deals with the automatization of profilometric measurement method proposed in [2]. Proposed method uses the combination of the image phase and the image amplitude for the measurement of specimens with surface structure the vertical size of which cause the uncertainty of the image phase by a factor of 2pí. Futher the thesis deals with the construction design of the illumination system of the microscope and its realization together with experimental verification of functionality of proposed method automatization.

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung von ausschließlich elektrostatisch arbeitenden Sensor-Aktor-Arrays zur Oberflächenprofilbestimmung an Mikroteilen beschrieben. Ein wesentliches Merkmal der Strukturen ist ihr großer Eigenzustellbereich von bis zu 20 Mikrometer. Die Auswertung atomarer Kräfte ermöglicht Wegauflösungen im Nanometerbereich. Auf Grund der geringen Abmessungen durch die mikromechanische Fertigung des Sensorelements und der integrierten Sensor-Aktorfunktion sind Anordnungen als Zeilenarray möglich. Die Entwicklung richtet sich auf Strukturen, welche in klassischer Oberflächentechnologie gefertigt werden können. Durchgeführte experimentelle Tests wurden mit Sensoren in Silizium-bulk-Mikromechanik (SCREAM) realisiert. Der Schwerpunkt der Arbeit behandelt die Charakterisierung der Sensorelemente und damit verbundene Layoutverbesserungen, wie das Einbringen von Feldstoppern und die Nutzbarkeit des Sensors zur Profilbestimmung von Oberflächen unter Beachtung industrieller Anforderungen. Vorteile des Einsatzes eines solchen Sensor-Aktor-Arrays liegen in der Miniaturisierung und dem vergleichsweise großen Eigenzustellbereich jedes einzelnen Sensors. Dadurch ist es möglich, technische Oberflächen, welche im Eigenzustellbereich des Sensorarrays liegen, ohne das Nachregeln einer übergeordneten Positioniereinheit im Profil zu bestimmen. Es wird gezeigt, wie die angewandte kapazitive Wirkungsweise des Sensors mit den sehr kleinen Nutzkapazitäten im Beisein von großen Parasitärkapazitäten zur Signalauswertung genutzt werden kann.

The diploma thesis deals with the use of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for depth profiling and 3D mapping of the zinc-coated steel used in the automotive industry. Before creating depth maps and depth profiles, optimization of the experiment was performed. It was shown that the LIBS technique is suited for making depth profiles and depth maps. The theoretical part deals with the description of the LIBS instrumentation, characteristics of plasma, and assembling of scientific papers which reflect the up to date knowledge about depth profiling and mapping with the use of the LIBS technique. The experimental part describes the optimization of the experiment. Gate delay, the depth and the diameter of craters using the profilometer, the position of the focal plane relative to the sample surface, and selection of spectral lines with the smallest residual signal and small scattering of data were optimized. Depth profiles of zinc, iron, chromium and manganese with the depth map of zinc and iron were made, and also the depth resolution for both elements was calculated.

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung von ausschließlich elektrostatisch arbeitenden Sensor-Aktor-Arrays zur Oberflächenprofilbestimmung an Mikroteilen beschrieben. Ein wesentliches Merkmal der Strukturen ist ihr großer Eigenzustellbereich von bis zu 20 Mikrometer. Die Auswertung atomarer Kräfte ermöglicht Wegauflösungen im Nanometerbereich. Auf Grund der geringen Abmessungen durch die mikromechanische Fertigung des Sensorelements und der integrierten Sensor-Aktorfunktion sind Anordnungen als Zeilenarray möglich. Die Entwicklung richtet sich auf Strukturen, welche in klassischer Oberflächentechnologie gefertigt werden können. Durchgeführte experimentelle Tests wurden mit Sensoren in Silizium-bulk-Mikromechanik (SCREAM) realisiert. Der Schwerpunkt der Arbeit behandelt die Charakterisierung der Sensorelemente und damit verbundene Layoutverbesserungen, wie das Einbringen von Feldstoppern und die Nutzbarkeit des Sensors zur Profilbestimmung von Oberflächen unter Beachtung industrieller Anforderungen. Vorteile des Einsatzes eines solchen Sensor-Aktor-Arrays liegen in der Miniaturisierung und dem vergleichsweise großen Eigenzustellbereich jedes einzelnen Sensors. Dadurch ist es möglich, technische Oberflächen, welche im Eigenzustellbereich des Sensorarrays liegen, ohne das Nachregeln einer übergeordneten Positioniereinheit im Profil zu bestimmen. Es wird gezeigt, wie die angewandte kapazitive Wirkungsweise des Sensors mit den sehr kleinen Nutzkapazitäten im Beisein von großen Parasitärkapazitäten zur Signalauswertung genutzt werden kann.

Der weltraumgestützte Gravitationswellendetektor LISA (Laser Interferometer Space Antenna) besteht aus drei identischen Satelliten an Bord derer sich jeweils zwei frei schwebende Testmassen befinden. Die Lage der einzelnen Testmassen in Bezug auf die zugehörige optische Bank muss mit einer Genauigkeit besser 1 pm/sqrt(Hz) in der Abstands- und besser 10 nrad/sqrt(Hz) in der Winkelmessung erfolgen. In der vorliegenden Arbeit wird ein kompaktes optisches Auslesesystem präsentiert, welches als Prototyp für diese Abstands- und Winkelmetrologie dient. Das dafür entwickelte polarisierende Heterodyn-Interferometer mit räumlich getrennten Frequenzen basiert auf einem hoch-symmetrischen Design, bei dem zur optimalen Gleichtakt-Unterdrückung Mess- und Referenzarm die gleiche Polarisation und Frequenz sowie annähernd gleiche optische Pfade haben. Für die Winkelmessung wird die Methode der differentiellen Wellenfrontmessung eingesetzt. In einem ersten Prototyp-Aufbau wird ein Rauschniveau von weniger als 100 pm/sqrt(Hz) in der Translations- und von weniger als 100 nrad/sqrt(Hz) in der Winkelmessung (beides für Frequenzen oberhalb 0.1 Hz) demonstriert. In einem zweiten Prototyp-Aufbau werden zusätzlich eine Intensitätsstabilisierung und ein Phasenlock der beiden Frequenzen implementiert. Die analoge Phasenmessung ist durch eine digitale, FPGA basierte, ersetzt. Mit diesem Aufbau wird ein Rauschen kleiner 5 pm/sqrt(Hz) in der Translationsmessung und kleiner 10 nrad/sqrt(Hz) in der Winkelmessung, beides für Frequenzen größer 0.01 Hz, erreicht. Eine Rausch-Analyse wurde durchgeführt und die Nichtlinearitäten des Interferometers bestimmt. Das Interferometer wurde im Hinblick auf die LISA Mission entwickelt, findet seine Anwendung aber auch bei der Charakterisierung der dimensionalen Stabilität von ultra-stabilen Materialien sowie in der optischen Profilometrie. Die Adaptierung des Interferometers dazu sowie erste Resultate zu beiden Anwendungen werden in dieser Arbeit präsentiert. / The space-based gravitational wave detector LISA (Laser Interferometer Space Antenna) consists of three identical satellites. Each satellite accommodates two free-flying proof masses whose distance and tilt with respect to its corresponding optical bench must be measured with at least 1 pm/sqrt(Hz) sensitivity in translation and at least 10 nrad/sqrt(Hz) sensitivity in tilt measurement. In this thesis, a compact optical readout system is presented, which serves as a prototype for the LISA proof mass attitude metrology. We developed a polarizing heterodyne interferometer with spatially separated frequencies. For optimum common mode rejection, it is based on a highly symmetric design, where measurement and reference beam have the same frequency and polarization, and similar optical pathlengths. The method of differential wavefront sensing (DWS) is utilized for the tilt measurement. In a first prototype setup noise levels below 100 pm/sqrt(Hz) in translation and below 100 nrad/sqrt(Hz) in tilt measurement (both for frequencies above 0.1 Hz) are achieved. A second prototype was developed with additional intensity stabilization and phaselock of the two heterodyne frequencies. The analog phase measurement is replaced by a digital one, based on a Field Programmable Gate Array (FPGA). With this setup, noise levels below 5 pm/sqrt(Hz) in translation measurement and below 10 nrad/sqrt(Hz) in tilt measurement, both for frequencies above 0.01Hz, are demonstrated. A noise analysis was carried out and the nonlinearities of the interferometer were measured. The interferometer was developed for the LISA mission, but it also finds its application in characterizing the dimensional stability of ultra-stable materials such as carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) and in optical profilometry. The adaptation of the interferometer and first results in both applications are presented in this work.

Disertační práce se zabývá metodami snímání a hodnocení kvality 3D obrazů a videí. Po krátkém shrnutí fyziologie prostorového vnímání, obsahuje práce stav poznání v oblastech problému adaptivní paralaxy a konfigurace kamer pro snímání klasického stereopáru. Taktéž shrnuje dnešní možnosti odhadu hloubkové mapy. Zmíněny jsou aktivní i pasivní metody, detailněji je vysvětleno profilometrické skenování. Byly změřeny některé technické parametry dvou technologií současných 3D zobrazovačů, a to polarizačně-oddělujících a využívajících časový multiplex, například přeslechy mezi levým a pravým snímkem. Jádro práce tvoří nová metoda pro vytváření hloubkové mapy při snímání 3D scény, kterážto byla autorem navržena a testována. Inovativnost tohoto přístupu spočívá v chytré kombinaci současných aktivních a pasivních metod snímání hloubky scény, která vtipně využívá výhod obou metod. Nakonec jsou prezentovány výsledky subjektivních testů kvality 3D videa. Největší přínos zde má navržená metrika modelující výsledky subjektivních testů kvality 3D videa.

Diploma thesis is focused on the study of optoelectric properties of thin layers of organic materials based on phthalocyanines, which can be used as an active layer of photovoltaic cells. Especially are studied the properties of the thin active layers of PdPc and PdPc + IL on the glass or ceramic substrates with aluminium contact, which are prepared by material printing here. On the prepared samples were first measured current-voltage characteristics in the dark and in the light and then were measured impedance spectrums in the dark. The received results will be used to improve the properties and structures of photovoltaic cells.

The presented doctoral research was aimed at preparation and characterization of ultra thin polymer films on solid substrates using different physical techniques. Each of these physical techniques probes selectively different characteristics of the films. While some of the techniques are strong in the predetermination of some unique properties of the layers, they might be limited and give no specific/conclusive information about some other important characteristics. Therefore, only the combination of the techniques provides a profound picture of the thickness, architecture, composition and functionality of the films/layers. This combined characterization approach elucidates in details the physical characteristics and the mechanisms responsible for the unique behavior of different polymer films/layers in the application that they are intended for. In the thesis, of particular interest were films of high biomedical, biotechnological and tissue engineering importance, such as: 1. poly(lactide) films formed by grafting "from-" a silanized alacrite thin films (L605 Co-based super alloy), 2. polydopamine (PDA) films that could serve as substrate independent mod- ification platform for further surface modification steps, 3. poly(ethylene oxide)films formed by "grafting to-" PDA modified surfaces, 4....