Optická levitace dielektrických objektů v externím elektrickém poli

Loading...
Thumbnail Image
Date
ORCID
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Bakalářská práce se zabývá optickou levitací dielektrické mikročástice ve vakuu a jejím vychylováním vnějším elektrickým polem. V teoretické části je matematicky popsán laserový svazek, ve kterém se stabilně zachytává částice. Následně je vysvětlena podstata optického chytání, zachycení částice a jsou představeny nejběžnější experimentální geometrie optických pastí - protiběžné svazky, optická levitace a optická pinzeta. Protože zachycená částice se chová velmi podobně jako harmonický oscilátor buzený bílým šumem, tak v závěru teoretické části jsou uvedeny pohybové rovnice částice a jejich řešení pro různé případy, včetně Langevinovy pohybové rovnice. V experimentální části jsou popsány dvě experimentální aparatury, na jejichž sestavení jsem se podílela. V závěru jsou uvedeny výsledky dvou hlavních provedených experimentů - vychylování zachycené částice externím elektrickým polem včetně určení jejího náboje, buzení částice řízeným bílým šumem a určení efektivní teploty stochastického pohybu částice.
The bachelor's thesis deals with the optical levitation of a dielectric microparticle in vacuum and its displacement by an external electric field. The theoretical part mathematically describes the laser beam, in which particles are stably trapped. Subsequently, the principles of optical trapping, particle confinement and the most common experimental geometries of optical traps, e.g. counter-propagating beams, optical levitation and optical tweezers, are introduced. Because the trapped particle behaves very similarly to a harmonic oscillator excited by white noise, at the end of the theoretical part there are presented the equations of motion of the particle and their solutions for various cases, including Langevin equation of motion. The experimental part describes two experimental setups, in the assembly of which I participated. In the last part results of two main experiments are presented - displacement of the trapped particle by an external electric field, including determination of its charge, driving the particle by controlled white noise and determination of the effective temperature of stochastic motion of the particle.
Description
Citation
ZEMÁNKOVÁ, T. Optická levitace dielektrických objektů v externím elektrickém poli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fyzikální inženýrství a nanotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda) prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda) prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen) doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen) prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen) prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen) doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen) RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
Date of acceptance
2021-06-18
Defence
Po otázkách oponenta bylo diskutováno: výkonová spektrální hustota způsob nabíjení kuliček Studentka na otázky odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení
DOI
Collections
Citace PRO