Nanometrologická vibrometrie
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Diplomová práce se zabývá přesným měřením vzdáleností v řádu nanometrů na ultrazvukových frekvencích pro účely vibrometrického měření. Práce je převážně zaměřena na interferometrické metody měření. V teoretické části se práce zabývá fyzikálními jevy založených na světle. Patří sem interference světla, index lomu, polarizace světla, interferometry a další. Tyto fyzikální zákonitosti jsou stěžejní pro praktické zvládnutí sestavení interferometru. V této části, je podrobně rozebrána problematika jednotlivých interferometrických metod, pro měření nanometrického posuvu a vibrací. Je zde popsán princip funkce jednotlivých interferometrických metod. Některé kapitoly navíc popisují prvky, z~nichž jsou interferometry složeny. Jsou jimi např. lasery, fotodetektory a optické prvky umístěné v trase paprsku. Praktická část práce se dá rozdělit na dvě části, ve kterých je vždy řešena určitá část z celkové problematiky. První je problematika sestavení homodynního Michelsonova interferometru s kvadraturním uspořádáním detekorů. Jsou zde řešeny jednotlivé problémy, se kterými jsem se při sestavování interferometru setkal. V~pořadí druhou částí byla realizace softwarového zpracování signálů v programu Matlab. V této části jsem se zejména setkal s problematikou rozbalení fáze. Pomocí tohoto algoritmu jsem vyřešil problém s nespojitým fázovým polem. V konečné fázi dostala aplikace grafické prostředí. Za pomoci zde zmíněné praktické realizace interferometru jsem proměřil vibrace ultrazvukového Langevinova měniče.
This thesis deals with the precise measurement of distances in nanometer range at ultrasonic frequencies for the purposes of vibrometry. The paper is primary focused on~nanometric displacement measurement methods. First the thesis deals with the physical phenomena based on light in the theoretical section. This includes interference of light, index of refraction, polarization, interferometry and more. Understanding of these physical laws is crucial for design and assembling of the interferometer. Subjects of interferometric method for precise and fast measurement of the nanometric displacement and vibration are discussed. Interferometer components such as lasers, photodetectors and optical elements are described are described in the final part of this section. Practical section of thesis can be divided into two parts. The design and assembling issues are discussed in the first section. Many problems which I had to solve are described. Control software and implementation of the signal processing is the subject of the second part. I met with particular problems such as phase unwrapping. I solved this problem of discontinuous phase field with user written algorithm. Finally the graphical user interface was created. Using assembled interferometer and written software application I measured vibration of Langevin transducer on ultrasonic frequencies.
This thesis deals with the precise measurement of distances in nanometer range at ultrasonic frequencies for the purposes of vibrometry. The paper is primary focused on~nanometric displacement measurement methods. First the thesis deals with the physical phenomena based on light in the theoretical section. This includes interference of light, index of refraction, polarization, interferometry and more. Understanding of these physical laws is crucial for design and assembling of the interferometer. Subjects of interferometric method for precise and fast measurement of the nanometric displacement and vibration are discussed. Interferometer components such as lasers, photodetectors and optical elements are described are described in the final part of this section. Practical section of thesis can be divided into two parts. The design and assembling issues are discussed in the first section. Many problems which I had to solve are described. Control software and implementation of the signal processing is the subject of the second part. I met with particular problems such as phase unwrapping. I solved this problem of discontinuous phase field with user written algorithm. Finally the graphical user interface was created. Using assembled interferometer and written software application I measured vibration of Langevin transducer on ultrasonic frequencies.
Description
Keywords
Interference světla, polarizace světla, index lomu, Michelsonův interferometr, laser, fotodetektory, polarizátory, retardéry, rozbalení fáze., Interference of light, polarization of light, index of refraction, Michelson's interferometer, laser, photodetectors, polarizers, retarders, unwraping phase.
Citation
ŠEVČÍK, M. Nanometrologická vibrometrie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2013.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (předseda)
doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Tomáš Zeman, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D. (člen)
Ing. Milan Šimek, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Číž, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Šmirg, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2013-06-13
Defence
Jaký je vztah mezi Laplaceovým operátorem a operátorem nabla?
Jaký bude (přibližný) časový průběh rychlosti a zrychlení zrcátka ve směru jeho pohybu pro průběh na obr. 7.5?
Na obr. 8.7. je uveden časový průběh kolísání kmitočtu 1. a 2. harmonické složky Langervinova měniče pro budicí signál s kmitočtem 33,4 kHz. Pokud byste chtěl toto kolísání porovnat na různých kmitočtech budicího signálu, bylo by vhodné použít řádovou analýzu. Jak byste ji na Vašem měřicím systému realizoval?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení