La nouvelle génération d’instrument d’interféromètre radio, tels que LOFAR et SKA, nous permettra de construire des images radio à haute résolution angulaire et avec une bonne sensibilité. L’un des problèmes majeurs de l’imagerie interférométrie est qu’il s’agit d’un problème inverse mal posé car seulement quelques coefficients de Fourier (visibilités) peuvent être mesurés par un interféromètre radio. La théorie de l’Acquisition Comprimée (Compressed Sensing) nous permet d’envisager ce problème sous un autre angle et son efficacité pour la radioastronomie a été montrée. Cette thèse se concentre sur la méthodologie de la reconstruction de données à l’Acquisition Comprimée Multicanaux et son application en radioastronomie. Par exemple, les transitoires radios sont un domaine de recherche actif en radioastronomie, mais leur détection est un problème difficile en raison de la faible résolution angulaire et des observations à faible rapport signal-sur-bruit. Pour résoudre ce problème, nous avons exploité la parcimonie de l’information temporelle des transitoires radios et nous avons proposé une méthode de reconstruction spatio-temporelle pour détecter efficacement les sources radios. Les expériences ont démontré la force de cette méthode de reconstruction en comparaison avec les méthodes de l’état de l’art. Une deuxième application concerne l’imagerie interférométrie radio à multi-longueur d’onde dans lesquelles les données sont dégradées différemment en termes de longueur d’onde car la réponse instrumentale varie en fonction de la longueur d’onde. Basé sur le modèle de mélange de sources, un nouveau modèle est proposé pour effectuer de manière jointe une Séparation de Sources en Aveugle et une déconvolution (SSAD). Le problème SSAD n’est pas seulement non-convexe mais aussi mal conditionné en raison des noyaux de convolution. Notre méthode proposée DecGMCA, qui utilise un a priori de parcimonie et emploie un scénario de moindre carré alternatif, est un algorithme efficace pour aborder simultanément les problèmes de déconvolution et de SSA. Les expériences ont démontré que notre approche jointe permet d’obtenir de meilleurs résultats comparée à une analyse standard consistant en une application séquentielle d’une déconvolution suivie d’une séparation de sources en aveugle. / The new generation of radio interferometer instruments, such as LOFAR and SKA, will allow us to build radio images with very high angular resolution and sensitivity. One of the major problems in interferometry imaging is that it involves an ill-posed inverse problem, because only a few Fourier components (visibility points) can be acquired by a radio interferometer. Compressed Sensing (CS) theory is a paradigm to solve many underdetermined inverse problems and has shown its strength in radio astronomy. This thesis focuses on the methodology of Multichannel Compressed Sensing data reconstruction and its application in radio astronomy. For instance, radio transients are an active research field in radio astronomy but their detection is a challenging problem because of low angular resolution and low signal-to-noise observations. To address this issue, we investigated the sparsity of temporal information of radio transients and proposed a spatial-temporal sparse reconstruction method to efficiently detect radio sources. Experiments have shown the strength of this sparse recovery method compared to the state-of-the-art methods. A second application is concerned with multi-wavelength radio interferometry imaging in which the data are degraded differently in terms of wavelength due to the wavelength-dependent varying instrumental beam. Based on a source mixture model, a novel Deconvolution Blind Source Separation (DBSS) model is proposed. The DBSS problem is not only non-convex but also ill conditioned due to convolution kernels. Our proposed DecGMCA method, which benefits from a sparsity prior and leverages an alternating projected least squares, is an efficient algorithm to tackle simultaneously the deconvolution and BSS problems. Experiments have shown that taking into account joint deconvolution and BSS gives much better results than applying sequential deconvolution and BSS.

Dans la problématique émergente des expériences visant à tester le Principe d'Équivalence à l'aide de capteurs inertiels à atomes froids, cette thèse porte sur la réalisation et la caractérisation d'un interféromètre atomique double espèce simultané (⁸⁷Rb et ⁸⁵Rb) qui permet l'obtention d'une mesure extrêmement sensible de l'accélération différentielle. L'interféromètre, de type Mach-Zehnder, repose sur la manipulation simultanée des ondes de matière atomiques à l'aide de transitions Raman stimulées. Le système laser est basé sur le doublage en fréquence d'une unique source laser à 1560 nm. L'ensemble des fréquences lasers requises pour la manipulation des deux isotopes (piégeage, refroidissement, sélection, interférométrie et détection) sont générées par modulation en phase de cette source. Une modélisation détaillée des réponses inertielles de l'interféromètre ainsi que l'analyse d'une méthode d'extraction de la phase différentielle à partir du signal elliptique ont été menées. La mesure de l'accélération différentielle a conduit à un test atomique du Principe d'Équivalence Faible de η(⁸⁷Rb,85Rb) = (1.3 ± 3.2) × 10⁻⁷, à l'état de l'art. L'aspect simultané de la mesure a permis de mettre en évidence la réjection du bruit de vibration par effet de mode commun pour la première fois avec deux espèces différentes, le facteur de réjection étant aujourd'hui de 50 000. Les performances actuelles de l'instrument sur la mesure d'accélération différentielle montrent une sensibilité de 1.23×10⁻⁷g/√Hz et une résolution de 2×10⁻⁹g pour des temps d'intégration inférieurs à quelques heures. Pour finir, des modes de fonctionnement innovants d'interféromètres atomiques double espèce pour la mesure d'accélération embarquée sont explorés. / In the emerging issue of testing the Equivalence Principle with cold atom inertial sensors, this thesis focuses on the realization and the characterization of a simultaneous dual-species atom interferometer (⁸⁷Rb & ⁸⁵Rb) which allows to measure the differential acceleration in an extremely sensitive way. The Mach-Zehnder type atom interferometer relies on the simultaneous handling of atomic wave-packets with stimulated Raman transitions. The laser system is based on the frequency doubling of a single laser source at 1560 nm. All the required laser frequencies for handling both isotopes (trapping, cooling, selection, interferometry and detection) are generated by phase modulating this source. A detailed modeling of the interferometer's inertial responses and an analysis of a method to extract the differential phase were carried out. The differential acceleration measurement led to an atom based test of the Weak Equivalence Principle of η(⁸⁷Rb,85Rb) = (1.3 ± 3.2)×10⁻⁷, at the state-of-the-art. The simultaneous aspect of the experiment allowed to highlight for the first time common mode vibration noise rejection with two different atomic species, a rejection factor of 50 000 being currently achieved. The current performance of the instrument exhibits a sensitivity on the differential acceleration of 1.23 × 10⁻⁷g/√Hz and a resolution of 2 × 10⁻⁹g for integration times lower than few hours. Finally, innovative operating modes of dual-species atom interferometers for on-board acceleration measurements are explored.

Parmi les méthodes qui permettent de détecter des exoplanètes, la photométrie des transits est celle qui a connu le plus grand essor ces dernières années grâce à l’arrivée des télescopes spatiaux CoRoT (en 2006) puis Kepler (en 2009). Ces deux satellites ont permis de détecter des milliers de transits potentiellement planétaires. Étant donnés leur nombre et l’effort nécessaire à la confirmation de leur nature, il est essentiel d’effectuer, à partir des données photométriques, un classement efficace permettant d’identifier les transits les plus prometteurs et qui soit réalisable en un temps raisonnable. Pour ma thèse, j’ai développé un outil logiciel, rapide et automatisé, appelé BART (Bayesian Analysis for the Ranking of Transits) qui permet de réaliser un tel classement grâce une estimation de la probabilité que chaque transit soit de nature planétaire. Pour cela, mon outil s’appuie notamment sur le formalisme bayésien des probabilités et l’exploration de l’espace des paramètres libres par méthode de Monte Carlo avec des chaînes de Markov (mcmc).Une fois les exoplanètes détectées, l’étape suivante consiste à les caractériser. L’étude du système solaire nous a démontré, si cela était nécessaire, que l’information spectrale est un point clé pour comprendre la physique et l’histoire d’une planète. L’interférométrie annulante est une solution technologique très prometteuse qui pourrait permettre cela. Pour ma thèse, j’ai travaillé sur le banc optique Nulltimate afin d’étudier la faisabilité de certains objectifs technologiques liés à cette technique. Au-delà de la performance d’un taux d’extinction de 3,7.10^-5 en monochromatique et de 6,3.10^-4 en polychromatique dans l’infrarouge proche, ainsi qu’une stabilité de σN30 ms = 3,7.10^-5 estimée sur 1 heure, mon travail a permis d’assainir la situation en réalisant un budget d’erreur détaillé, une simulation en optique gaussienne de la transmission du banc et une refonte complète de l’informatique de commande. Tout cela m’a finalement permis d’identifier les faiblesses de Nulltimate. / From all exoplanet detection methods, transit photometry went through the quickest growth over the last few years thanks to the two space telescopes, CoRoT (in 2006) and Kepler (in 2009). These two satellites have identified thousands of potentially planetary transits. Given the number of detected transits and the effort required to demonstrate their natures, it is essential to perform, from photometric data only, a ranking allowing to efficiently identify the most promising transits within a reasonable period of time. For my thesis, I have developed a quick and automated software called bart (Bayesian Analysis for the Ranking of Transits) which realizes such a ranking thanks to the estimation of the probability regarding the planetary nature of each transit. For this purpose, I am relying on the Bayesian framework and free parameter space exploration with Markov Chain Monte Carlo (mcmc) methods.Once you have detected exoplanets, the following step is to characterise them. The study of the solar system demonstrated, if it was necessary, that the spectral information is a crucial clue for the understanding of the physics and history of a planet. Nulling interferometry is a promising solution which could make this possible. For my thesis, I worked on the optical bench Nulltimate in order to study the feasibility of certain technological requirements associated with this technique. Beyond the obtention of a nulling ratio of 3,7.10^-5 in monochromatic light and 6,3.10^-4 in polychromatic light in the near infrared, as well as a stability of σN30 ms = 3,7.10^-5 estimated on 1 hour, my work allowed to clarify the situation thanks to a detailed error budget, a simulation of the transmission based on Gaussian beam optics and a complete overhaul of the computer control system. All of this finally resulted in the identification of the weaknesses of Nulltimate.

Disertační práce se zabývá chováním a odezvou elastohydrodynamického (EHD) mazacího filmu za neustálených provozních podmínek. V úvodní části práce jsou shrnuty poznatky z oblasti EHD mazání; od jeho historie, přes základní mechanismy mazání a používané experimentální metody, až po nedávno publikované studie zaměřené na transientní podmínky. Hlavním cílem práce bylo experimentálně objasnit vliv provozních parametrů a reologických vlastností maziv na chování mazacího filmu v bodovém kontaktu při jeho nárazovém zatěžování a vystavení příčným vibracím. Za tímto účelem byla vyvinuta laboratorní zařízení umožňující měření rozložení mazacího filmu a tření za kontrolovaných nestacionárních podmínek. Experimenty odhalili zásadní roli přibližovacích a zatěžovacích rychlostí na formování stlačených mazacích filmů při nárazovém zatěžování. Výsledky byly srovnávány s nedávným teoretickým řešením. Bylo ukázáno na jeho nedostatky, jež byly následně odstraněny implementací empirických vztahů zohledňujících reologii maziv. V případě příčných vibrací byly nalezeny hranice selhání mazacího filmu a určeny vztahy popisující vliv příčných vibrací na centrální tloušťku filmu a její fluktuace jednotně pro všechny maziva. Závěrečná část práce poskytuje nový pohled na reologii maziv pomocí inovativního přístupu měření třecích reakcí maziva současně ve dvou směrech kontaktu za podmínek příčných vibrací. Tyto původní výsledky rozšiřují pochopení mechanizmů EHD mazání a mohou být použity k dokonalejším návrhům strojů, a vylepšit tak jejich účinnost, spolehlivost a životnost.

The thesis deals with the possibility of using optical fiber as a sensor. The introduction of the thesis is devoted to the foundations of optics. In addition, the thesis deals with optical interferometry, polarization and dispersion in optical fiber. The main output of the thesis is the comparison of acoustic vibration measurements using interferometric and polarization methods and further measurements on the real route in Brno.

The main objective of this diploma thesis is to determine the influence of synovial fluid compodition and the influence of surface microtextures on lubrication of hip join replacements. For all experiments, hip joint simulator based on the pendulum principle was utilized. Metal heads (CoCrMo) manufactured by B Braun company and and tailor made acetabular cups from optical glass were used as contact couples. Acetabulum dimensions were fabricated according to dimensions of real implants. Experiments with surface microtextures simulated walking cycle for 210 s and development of lubrication film over time was observed.Results have shown that all types of tested structures improved lubrication of contact area, where the best results were obtained for square and triangle shapes respectively. Second set of experiments was based on the fact, that the composition of synovial fluid of healthy people differs from the composition of patients with various stages of osteoarthritis. Therefore, experiments with different model fluids were compared, which in their composition correspond to different groups of patients. For the model fluid that corresponds to the largest number of cases, experiments with individual components and combinations thereof were subsequently performed to provide a more detailed description of how these components affect the film-forming mechanism. The results show, that a change in fluid composition of patients with osteoarthritis can have a major negative effect on fluid formation process within the pair.

Tato disertační práce se zaměřuje na studium závislosti mezi reakčním momentem ložiska mazaného plastickým mazivem s lithným mýdlem a vlastnostmi maziva, jako například tloušťka vytvářeného mazacího filmu, jeho reologie, struktura zpevňovadla, trakční vlastnosti či vliv topografie povrchu. Typ maziva poskytujícího nižší odpor závisí na podmínkách provozu ložiska, zejména rychlosti. Chování mazacího filmu za nízkých rychlostí má vliv na reakční moment ložiska v nízkých rychlostech. Mez toku a trakční chování koreluje s momentem ložiska za vysokých rychlostí. Schopnost zpevňovadla vstupovat do kontaktu má vliv na tloušťku filmu, vzhled kavitační oblasti na výstupu kontaktu a chování hladovění. Důvod vstupu zpevňovadla do kontaktu je jeho chemická struktura. Vysoká polárnost hydroxylových sloučenin zpevňovadla podporuje jeho vtažení kontaktními povrchy. Mazivo s nejvyšší polaritou prokázalo na površích obsahujících denty nejčastější vstup do prostoru dentů. Na základě předchozích pozorování je navržen popis principu mechanismu mazání.

The Digital Micromirror Device (DMD) technology has been developed especially for Digital Light Processing projectors, which allow the image projection. After this succesful implementation, and thanks to the commercial availibility and low initial cost of the DMD chip, a wide range of other applications became possible. Besides, it may be used in microscopy as a spatial light modulator. For example in Coherence-Controlled Holographic Microscope (CCHM) that finds its use especially for imaging and measurement of live-cell dynamic processes. The DMD chip placed in the illumination part of CCHM allows for broadening the application possibilities. Namely it could be different illumination mode experiments or tomographic applications. The master's thesis deals with the optical design of CCHM with digital optics, i. e. DMD chip. The selection of optical elements for CCHM, the experimental verification of the imaging setup and the process of designing the illumination part are described in detail. In the end, the analysis of different designs for illumination setup with the digital optics in object arm is carried out and the results are compared.

This thesis deals with an experimental study regarding the effects of the thermal conductivity of contact bodies on the friction, lubricant film thickness and temperature distribution in EHL contact. The thesis focuses on the configuration of the ball on disc contact. The contact body materials are characterized by a wide range of thermal properties. New contact pairs are proposed and used in the study in order to make the contact bodies’ thermal properties dependent on the behaviour of EHL contact. The colorimetric interferometry method is used to measure the lubricant film thickness and the infrared thermography method is used to observe the temperature distribution in EHL contact. The author presents the assumed mechanism of heat transfer within EHL contact on the basis of different heat transfer mechanisms. The same conditions – such as the Hertz pressure, mean entrainment speed, sliding speed and ambient temperature – are induced for all the contact pair combinations. That is why the differences in the results are attributed to the different thermal phenomena in the contact, caused by the thermal properties of the contact bodies. In the case of contact bodies with a reduced heat dissipation capability, a reduction of the friction coefficient of up to 50 % is observed, which is attributed to an increase in the lubricant temperature, resulting in a decrease in its viscosity. This is confirmed by the infrared thermography method, whereby a significantly higher lubricant temperature is observed in the case of a combination of contact materials with a lower heat dissipation capability.

This diploma thesis describes the design of the illumination system for a Coherence--Controlled Holographic Microscope (CCHM). The theoretical part mentions the history of microscopy, the principle of holography and individual types of interference microscopy. To get closer to the topic, individual light sources and an overview of current illumination systems are mentioned. The diploma thesis also describes the procedure of designing a fiber-optic illumination module for microscopy from optical design through design of construction to the last step, which is assembly and testing of the module.