Tato diplomová práce se zabývá studiem plasmonicky navýšené absorpce vedoucí ke zlepšení účinnosti organických solárních článků. K navýšení absorpce světla ve fotoaktivní vrstvě jsou použity koloidní nanočástice stříbra. Rozptyl světla z nanočástic střibra do fotoaktivní vrstvy představuje jedno z možných řešení, jak navýšit celkovou účinnost fotovoltaických zařízení. Simulace elektromagnetických jevů jsou pro statické podmínky prováděny v softwaru Lumerical (Lumerical Solutions, Inc.). Je zkoumána absorpce ve fotoaktivní vrstvě v závislosti na konfiguraci stříbrných nanočástic. Simulace potvrzují, že ve fotoaktivní vrstvě, která je modifikovaná nanočásticemi stříbra, dochází k navýšení absorpce. Abychom potvrdili výsledky simulací, bylo vyrobeno několik stříbrem modifikovaných vzorků. Vzorky byly pro tento druh experimentu připravené z poly(3-hexyltiofenu):[6,6]-fenyl-C61-butyric-acid-metyl esteru. U některých, nanočásticemi stříbra modifikovaných, vzorků dochází k navýšení tvorby excitonů, v důsledku čehož je pozorován nárůst fotoproudu. V této práci je zahrnut teoretický i experimentální přístup k dané problematice.

The diploma thesis is focused to possibility utilizing of optical scanners TRITOP and ATOS for set up geometry of wheels. In background research are described the most important parameters of wheel suspension and devices for measuring these parameters. Practical part is concerned with progression of measurement, results and with determination coordinates of kinematic points. These points are made 3D model of forward and backward suspension wheels. This model helps to make kinematic characteristics and its progression due to attitude of wheel. In last part is described possibility to utilizing of optical scanner ATOS to common measurement of geometry wheels.

The wavefront reconstruction of a light wave transformed by a microscope objective is the main subject of this diploma thesis together with the design and assembly of a~measuring device and the development of a computational algorithm. The purpose is to determine optical aberrations and to compare a quality of objectives with identical parameters. The term wavefront is explained and its description using Zernike polynomials is introduced in the first part of the thesis. The following part summarizes possible methods for wavefront reconstrucion. Two methods were chosen for experimental determination of a wavefront shape – shearing interferometry and solution of the transport of intensity equation. For each method a brief characteristic is provided together with possible applications, mathematical apparatus, image processing, computational procedure, setup description and proposition and results of experiments. The suitability of both methods for optical aberration determination and microscope objective comparison is discussed. Based on the obtained results, both methods were found to be suitable for comparison of microscope objectives. The suitability for optical aberration determination is possible with certain restrictions.

Produkce hyperpolarizovaných plynů, především helia (3He) nebo xenonu (129Xe), nachází stále rostoucí rozsah aplikací v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Helium ani xenon nejsou obyčejně obsaženy v těle a experimenty tedy nejsou ovlivněny nechtěným signálem z okolních tkání. Ukázalo se, že několika hyperpolarizačními technikami může být magnetická polarizace (magnetizace) jader vzácných plynů zvýšena na hladinu, se kterou jsou praktické aplikace proveditelné. Hyperpolarizované plyny mohou tedy být užitečným nástrojem pro neinvazivní zkoumání lidského dýchání, dovolující statické zobrazování během zadržení dechu nebo zkoumání dynamiky výdechu nebo nádechu, nebo funkčního zobrazování. V neživé přírodě, mohou být hyperpolarizovaný plyny využity jako kontrastní látka při studiu mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity, stavební látky a hmoty, atd. V této doktorské práci je popsán vývoj a konstrukce aparatury pro hyperpolarizaci xenonu (izotopu 129Xe). Nákup hyperpolarizovaného xenonu od jiných výzkumných center v zahraničí a jeho dovážení by ovšem nebylo efektivní a to zejména z důvodu náročnosti zajištění potřebných fyzikálních podmínek pro přepravu hyperpolarizovaného plynu. Toto bylo hlavní motivací k vývoji vlastní technologie pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Se zvládnutou technologií by bylo možné navázat spolupráci s medicínskými zařízeními, nebo s týmy zabývající se živou nebo neživou přírodou (např. při studiu mikroporézních materiálů, gelů, v zemědělských aplikacích nebo při výzkumu využívajících zvířat, atd.). Cílem této práce je studium teorie hyperpolarizovaných vzácných plynů se zaměřením na 129Xe a experimentální ověření a změření relaxačních časů pomocí jaderné magnetické rezonance. Vzhledem k tomu, že je možné hyperpolarizované vzácné plyny skladovat pro pozdější využití, se tato práce také zabývá možnostmi zásobníku hyperpolarizovaného vzácného plynu a jeho teoretickým a experimentálním řešením. V této práci jsou popsány především dva základní typy experimentů přípravy hyperpolarizovaného xenonu. V obou jsou využity zatavené válcové skleněné vzorky naplněné xenonem a doplňujícím plynem – dusíkem, heliem. První z experimentů se zabývá měřením vlastností termálně polarizovaného xenonu a druhý měřením vlastností hyperpolarizovaného xenonu. Pro hyperpolarizaci 129Xe bylo použito výkonového laseru a experimentálně byla zkoumána jednak míra polarizace na základě změny spektrální hustoty čerpacího laserového svazku a dále pak optimální doba optického čerpání 129Xe a relaxační časy xenonu.

The thesis deals with methodology proposal for shape and dimension measurement of rotationally symmetric forgings. Most of available non-contact systems are not possible to use for this purpose, mainly due to high temperatures and large dimensions of forgings. Only a few commercial systems which are designed for this specific measurement are currently in the market. These systems are based on a principle of evaluating time response of posted modulated signal. However, scientific literature shows also other approaches to the measurement, which are based on principle of triangulation and methods of image analysis. Advantage of systems based on these principles should be especially measurement speed and significantly lower price. The paper describes current state of research and development in this area and proposes a new approach which is based on passive photogrammetry and image analysis. The core of the work is devoted to the design of partial methods and their implementation in the Matlab programming language. Functionality of the methodology and the software has been verified by measuring cylindrical tubes of small dimensions in laboratory conditions. The designed methods were discussed and evaluated based on statistical analysis of the measurement results, and further steps to increase the accuracy and reduce the spread of results were suggested. Optimization and further development of this methodology could lead to the design a professional measuring system intended for this specific application.

This thesis is dedicated to ray tracing based rendering methods, primarily the original ray tracing. Besides introducing a brief historical overview of algorithms from the family, it presents all the essential tools, techniques and physics needed for designing a rendering application in detail. A significant part of the document consists of an implementation of a photorealistic rendering application for interactive graphics 3D virtual scenes. The focus is on rendering without using any additional model information. The thesis includes descriptions and explanations of specific problems and their solutions.

This diploma thesis is focused on use of polarization mode dispersion for measurement of temperature. It also deals with representation of polarization mode dispersion in Poincaré sphere and a mathematical description of polarization mode dispersion by using Stokes and Jones vectors. Here are described basic alternatives of settings, selected temperature relationships and dependence and relationship between coherency and polarization. The practical portion of the diploma thesis examines behavior of the temperature sensor at different temperatures for wavelength 1550 nm and 633 nm.

Photopolymerization is a technique used to create surface structures or microobjects from a photoresist. This process is started by illuminating the sample with a light of proper wavelength absorbed by the resist. After exposure, the sample is processed according to the type of the photoresist – be it heating, treating with developer or just washing the unaffected monomer with some reagent. Focused femtosecond laser beam with double wavelength can be used in the process. Short pulse length with high photon density starts two-photon absorption localized in the vicinity of focal point. The method resolution is thus increased and details with 1/10 micrometer size can be created. Moreover, very short laser pulse decreases the heat affected zone and the risk of thermal initiation is minimized. Manufacturing of larger structures composed of tiny details with two-photon photopolymerization is time-demanding process. Therefore, we have complemented the optical setup with spatial light modulator (SLM), which splits the incoming laser beam into several beams with holograms dynamically generated by a computer. Polymerization can be thus performed by multiple foci simultaneously which can be used to create separated microparticles or periodical surface structures. Additional speed improvement of the process can be substitution of static configuration, requiring sample replacement after each exposition, with continuous setup using microfluidic channel steadily supplied with photoresist transported to the active region of the sample.

This thesis deals with introduction to optical method called laser speckle contrast imaging (LSCI). The thesis contains a description of the basic theory that is related to the method, the LSCI own principle, the characteristics of this technique, its applications and also a description of various variants of LSCI. The second part of the thesis deals with the modification of acquisition software to be suitable for measurement of multi-exposure LSCI (MESI), verification of this method by experiment and conclusions of evaluated of data.

This diploma thesis deals with an analysis of the method of propagation of optical fiber by two polarization planes. The method of light propagation is mathematically described using Jones and Stokes vectors. The first part describes wave theory of light divided by Fresnel wave theory, polarization ellipse, degenerate polarization states, parameters of polarization ellipse, Poincaré sphere and degenerated states on Poincaré sphere. Then follows Stokes and Jones polarization parameters, their vectors and Mueller matrix. In addition this paper illustrates the principle of the temperature sensor which is carried out with the help of the polarimeter and its computer program. The following is design of temperature sensor, which is composed of polarizer, photodiode, light output meter and digital multimeter. Another part of the thesis shows the measured values using the current measurement solution using polarimeter and proposed photodiode sensor. At the end of the thesis there is a comparison of the measured values for the three different temperatures that were applied to the optical fiber.