Browsing by Author "Psota, Pavel"

Now showing 1 - 16 of 16
  • Thumbnail Image
    Item
    Aplikace pro měření metodou digitální holografické interferometrie
    (Technická Univerzita v Liberci, 2010-01-01) Psota, Pavel; Lédl, Vít
    Holografická interferometrie již několik desítek let plní nenahraditelnou úlohu mezi měřicími technikami. Je to univerzální technika, kterou lze adaptovat na velmi širokou škálu různých měření, od deformací těles přes vibrace až po teplotní nebo tlaková rozložení v plynech. Technika se neustále vyvíjí a rozšiřují se i její možné aplikace. Nejprve byly hologramy zaznamenány analogově a následně vyhodnoceny experimentátorem. Později zaznamenané hologramy byly vyhodnoceny počítači a dnes již hologramy mohou být zaznamenány elektronicky pomocí CCD nebo CMOS senzorů a objektová vlna je rekonstruována sofistikovanými algoritmy. V digitální holografické interferometrii jsou vlnová pole porovnána a výsledky zobrazeny. Tento proces od začátku až dokonce je poměrně náročný a vyžaduje desítky různých matematických operací, některé probíhají zcela automaticky a jiné vyžadují zásah operátora. Pro tyto účely byla vytvořena aplikace v prostředí MATLAB GUI zastřešující všechny potřebné operace a navíc vybavená množstvím grafických prvků a nástrojů usnadňujících práci s daty. Vytvořená aplikace splňuje požadavky na ní kladené velmi dobře a výrazně usnadnila, zrychlila provádění celé metody holografické interferometrie.
  • Thumbnail Image
    Item
  • Thumbnail Image
    Item
    Development and application of spatial carrier interferometry for whole field real-time investigation of temperatures in liquid media
    (2019-01-01) Psota, Pavel; Dančová, Petra; Cubreli, Gramoz; Lédl, Vít; Vít, Tomáš; Doleček, Roman; Matoušek, Ondřej
    This paper presents interferometric measurement of dynamic phenomena in transparent media. The method is based on differential spatial carrier interferometry that provides interesting features for experimental fluid mechanics. The method is particularly suitable for progressively changing phenomena. Temperature is automatically evaluated from a single interferogram, and a differential approach allows to decrease dynamic range of the measurement. As a consequence, in case of high temporal sampling of the phenomena, no spatial phase unwrapping is needed. Otherwise, the spatial unwrapping is performed on low fringe density phase maps and the fringe order is unambiguously determined. The interferometric method was experimentally tested by measuring dynamically varying temperature fields in water. The inspected phenomenon was a convection of water layers within a glass tank, where a heat sink was positioned at the bottom of the tank. Interferometric and temperature measurements were simultaneously conducted. Temperature was measured using four thermocouples to verify the reliability of the method. Results of both approaches are in a good agreement.
  • Thumbnail Image
    Item
    High-Speed Holographic Shape and Full-Field Displacement Measurements of the Tympanic Membrane in Normal and Experimentally Simulated Pathological Ears
    (MDPI, 2019-07-13) Tang, Haimi; Razavi, Payam; Pooladvand, Koohyar; Psota, Pavel; Maftoon, Nima; Rosowski, John J.; Furlong, Cosme; Cheng, Jeffrey T
    To improve the understanding of the middle-ear hearing mechanism and assist in the diagnosis of middle-ear diseases, we are developing a high-speed digital holographic (HDH) system to measure the shape and acoustically-induced transient displacements of the tympanic membrane (TM). In this paper, we performed measurements on cadaveric human ears with simulated common middle-ear pathologies. The frequency response function (FRF) of the normalized displacement by the stimulus (sound pressure) at each measured pixel point of the entire TM surface was calculated and the complex modal indicator function (CMIF) of the middle-ear system based on FRFs of the entire TM surface motions was used to differentiate different middle-ear pathologies. We also observed changes in the TM shape and the surface motion pattern before and after various middle-ear manipulations. The observations of distinguishable TM shapes and motion patterns in both time and frequency domains between normal and experimentally simulated pathological ears support the development of a quantitative clinical holography-based apparatus for diagnosing middle-ear pathologies.
  • Thumbnail Image
    Item
    High-Speed Holographic Shape and Full-Field Displacement Measurements of the Tympanic Membrane in Normal and Experimentally Simulated Pathological Ears
    (MDPI, 2019-07-02) Tang, Haimi; Razavi, Payam; Pooladvand, Koohyar; Psota, Pavel; Maftoon, Nima; Rosowski, John J.; Furlong, Cosme; Cheng, Jeffrey T.
    To improve the understanding of the middle-ear hearing mechanism and assist in the diagnosis of middle-ear diseases, we are developing a high-speed digital holographic (HDH) system to measure the shape and acoustically-induced transient displacements of the tympanic membrane (TM). In this paper, we performed measurements on cadaveric human ears with simulated common middle-ear pathologies. The frequency response function (FRF) of the normalized displacement by the stimulus (sound pressure) at each measured pixel point of the entire TM surface was calculated and the complex modal indicator function (CMIF) of the middle-ear system based on FRFs of the entire TM surface motions was used to differentiate different middle-ear pathologies. We also observed changes in the TM shape and the surface motion pattern before and after various middle-ear manipulations. The observations of distinguishable TM shapes and motion patterns in both time and frequency domains between normal and experimentally simulated pathological ears support the development of a quantitative clinical holography-based apparatus for diagnosing middle-ear pathologies.
  • Thumbnail Image
    Item
    Investigation of tympanic membrane shape using digital holography
    (SPIE-INT SOC OPTICAL ENGINEERING, 1000 20TH ST, PO BOX 10, BELLINGHAM, WA 98227-0010 USA, 2019-01-01) Psota, Pavel; Tang, Haimi; Pooladvand, Koohyar; Ledl, Vít; Furlong, Cosme; Rosowski, John J.; Cheng, Jeffrey T.
    The shape of the tympanic membrane (TM) plays an important role in sound transmission through the ear for hearing. Previously we developed a high-speed holographic system employing tunable wavelength laser for rapid TM shape measurement. However, the tunable laser illumination is not sufficient to measure the shape of the unpainted TM due to semi-transparency of the TM and short exposure time of the camera. This paper presents a new multiple angle illumination technique that allows us to use a single wavelength higher power laser to perform the shape measurement on the unpainted TM. We successfully applied the new shape measurement method on a fresh postmortem human TM without any paint.
  • Thumbnail Image
    Item
    Lippmannova fotografie
    (Technická Univerzita v Liberci, 2013-01-01) Michlík, Lukáš; Psota, Pavel
    Před více než sto lety Gabriel Lippmann zaznamenal první stabilní barevnou fotografii. Jeho technika je založena na záznamu struktur interferenčního obrazce v emulzi. Tímto způsobem lze dosáhnout jedinečné barevné fotografie nazývané Lippmannova fotografie. Práce se zabývá teoretickým popisem Lippmannovy fotografie i jejím praktickým zhotovením.
  • Thumbnail Image
    Item
    Measurement of a Temperature Field Generated by a Synthetic Jet Actuator using Digital Holographic Interferometry
    (2019-03-18) Dančová, Petra; Psota, Pavel; Vít, Tomáš
    This paper shows the possibility of the measurement of a temperature field generated by heated fluid from a synthetic jet (SJ) actuator. Digital holographic interferometry (DHI) was the main measuring method used for the experiments. A single-projection DHI was used for the visualization of the temperature field as an average temperature along the optical axis. The DHI results are compared with data obtained from constant current anemometry (CCA) experiments for the validation of the method. Principle of 3D temperature distribution using a tomographic approach is also described in this paper. A single SJ actuator, multiple continual nozzle, and the SJ actuator with two output orifices are used as a testing device for the presented experiments. The experimental configuration can measure high-frequency synthetic jets with the use of a single slow-frame-rate camera. Due to the periodic character of the SJ flow, synchronization between the digital camera, and the external trigger driving the phenomenon is performed. This approach can also distinguish between periodic and random parts of the flow.
  • Thumbnail Image
    Item
    Měření koherentní délky laseru
    (2008-01-01) Psota, Pavel
  • Thumbnail Image
    Item
    Měření koherentní délky laseru
    (Technická Univerzita v Liberci, 2008-01-01) Psota, Pavel; Lédl, Vít
    This bachelor work contains design and realization of the coherence length measurement of LASERs by different methods. The interferometric method and the holografic method too. These principles are applied to LASERs from The Optical laboratory of measuring RSS TUL. In conclusion of the work the both method comparison is introduced, results of experiments are cited and based on them the coherence length for particular types of LASERs.
  • Thumbnail Image
    Item
    Noise suppression in curved glass shells using macro-fiber-composite actuators studied by the means of digital holography and acoustic measurements
    (Amer Inst Physics, 2015-01-01) Mokrý, Pavel; Psota, Pavel; Steiger, Kateřina; Václavík, Jan; Doleček, Roman; Lédl, Vít; Šulc, Miroslav
    The paper presents methods and experimental results of the semi-active control of noise transmission in a curved glass shell with attached piezoelectric macro fiber composite (MFC) actuators. The semi-active noise control is achieved via active elasticity control of piezoelectric actuators by connecting them to an active electric shunt circuit that has a negative effective capacitance. Using this approach, it is possible to suppress the vibration of the glass shell in the normal direction with respect to its surface and to increase the acoustic transmission loss of the piezoelectric MFC-glass composite structure. The effect of the MFC actuators connected to the negative capacitance shunt circuit on the surface distribution of the normal vibration amplitude is studied using frequency-shifted digital holography (FSDH). The principle of the used FSDH method is described in the paper. The frequency dependence of the acoustic transmission loss through the piezoelectric MFC-glass composite structure is estimated using measurements of the specific acoustic impedance of the curved glass shell. The specific acoustic impedance is measured using two microphones and a laser Doppler vibrometer (LDV). The results from the LDV measurements are compared with the FSDH data. The results of the experiments show that using this approach, the acoustic transmission loss in a glass shell can be increased by 36 dB in the frequency range around 247 Hz and by 25 dB in the frequency range around 258 Hz. The experiments indicate that FSDH measurements provide an efficient tool that can be used for fast and accurate measurements of the acoustic transmission loss in large planar structures. (C) 2015 Author(s).
  • Thumbnail Image
    Item
    Pixel-wise Amplitude Distribution Evaluation in Time Average Digital Holography
    (IOP PUBLISHING LTD, 2019-12-01) Psota, Pavel; Lédl, Vít; Matoušek, Ondřej; Doleček, Roman; Kredba, Jan
    This article introduces a new holographic method for harmonic vibration measurement. The method called time average sweeping digital holography (TASDH) is based on the continuous shift of fringe pattern described by Bessel function over the object surface. The shift is done by phase modulation in one arm of holographic interferometer. Such temporal phase sweeping allows for evaluation of the vibration amplitude value independently in each pixel by application of intensity values cross-correlation of steady state and oscillating object. Main advantage of proposed technique with respect to other methods of digital holographic vibration is its ability to measure the amplitude of vibration without the risk of interference order mismatch. Thanks to above mentioned properties, the method allows measurement of amplitude modes with high slopes or discontinuous surfaces as well as partially shaded objects. The method was experimentally tested by measuring the bending beam cantilever. The standard deviation of the measured noise is below nanometer.
  • Thumbnail Image
    Item
    Pokročilá metoda časově středované digitální holografie prostřednictvím frekvenční a fázové modulace
    (Technická Univerzita v Liberci, 2015-12-17) Psota, Pavel; ; Kopecký Václav, prof. Ing. CSc. Skolitel : 54811; Plíva Zdeněk, prof. Ing. Ph.D. Konzultant : 54739; Alimov Jakub Konzultant2 : 63134
    Tato práce rozvijí digitálně holografickou metodu časového středování, která patří mezi důležité nástroje v oblasti analýzy vibrací. Vývoj se zaměřuje na největší slabiny této metody, které jsou její omezený měřicí rozsah a kvantifikace amplitud vibrací z rekonstruovaných polí. Rozdílná frekvenční modulace referenční a objektové vlny holografického uspořádání způsobuje harmonicky se vyvíjející interferenční pole digitálního hologramu. Tato časová proměnnost je určena relativní fázovou změnou mezi oběma vlnami. Toho lze využít pro přímý výpočet komplexního pole v rovině hologramu pomocí některého z rodiny phase-shifting algoritmů. Výsledkem je dosažení lepšího prostorového rozlišení uvnitř měřené oblasti a zvýšení poměru signál-šum. Je-li dále referenční vlna modulována frekvencí odpovídající násobku frekvence měřeného objektu, lze posouvat měřicí rozsah metody do hodnot velmi malých i velkých amplitud vibrací. Prahová hodnota měřitelnosti pro malé amplitudy vibrací byla experimentálně stanovena pod 0.1 nm. Na druhé straně lze metodu modifikovat i pro měření amplitud vibrací kolem cca 10 ?m. Kromě frekvenční modulace je možné do metody zakomponovat i modulaci fáze jedné z vln holografického uspořádání. Tímto způsobem získáme sekvenci fázově posunutých interferenčních struktur, které lze opět pomocí phase-shifting algoritmů využít pro výpočet rozložení amplitud vibrací nezávisle v každém bodě povrchu. Frekvenční i fázová modulace je realizována pomocí Braggových cel.
  • Thumbnail Image
    Item
    Ronchi test
    (Technická Univerzita v Liberci, 2014-01-01) Dvořák, Robin; Psota, Pavel
    V procesu výroby a produkce optických komponent je jednou z nejvýznamnějších oblastí testování a vyhodnocování kvality vyrobených produktů, jelikož umožňuje vytvořit účinnou zpětnou vazbu do výroby. Pro tento účel slouží mnoho rozličných přístupů ať optických, tak mechanických. Častou podmínkou pro zvolení vhodné vyhodnocovací metody je zajištění rychlého a nedestruktivního testování vyráběných optických povrchů. Zde předkládaná bakalářská práce je zaměřena na jeden typ těchto nedestruktivních optických metod a to jmenovitě na Ronchi test. V práci je diskutován základní princip této testovací metody spolu s jeho vztahem vůči nožové metodě Foucaultova typu. Mimo principiální popis se práce též zabývá konstrukční problematikou a to jak v laboratorním uspořádání tak i pro nasazení ve výrobním procesu. Základní funkčnost je otestována na optických prvcích a výsledky porovnány s teoretickou předpovědí.
  • Thumbnail Image
    Item
    Time average scanning digital holography
    (Technická univerzita v Liberci, Česká republika, 2018-01-01) Psota, Pavel; Lédl, Vít; Doleček, Roman; Matoušek, Ondřej; Kredba, Jan
    Tento článek představuje novou metodu pro měření amplitud harmonických oscilací nazvanou časově středovaná skenovací digitální holografie. Rekonstruovaný intenzitní obraz z časově středovaného digitálního hologramu vytváří interferenční strukturu, která je popsána Besselovou funkcí prvního typu nultého řádu. Je-li fáze laserového svazku v interferometru modulována, interferenční proužek odpovídající nultému řádu se v závislosti na hloubce modulace posune. Metoda je založena na skenování proužku nultého řádu přes celý povrch objektu. Amplituda vibrací je nezávisle a absolutně vyhodnocena v každém pixelu. Výhodou navrhované techniky ve srovnání s dalšími metodami digitální holografické vibrometrie je schopnost měřit amplitudu vibrací bez rizika správnosti určení interferenčního řádu. Z tohoto důvodu metoda umožňuje měření amplitud vibrací s velkou strmostí či nespojitých / částečně zastíněných objektů. Správnost metody byla experimentálně ověřena měřením ohybového piezoelektrického aktuátoru.
  • Thumbnail Image
    Item
    Záznam difraktivních struktur rekonstruovatelných v bílém světle
    (Technická Univerzita v Liberci, 2012-01-01) Oščiatka, Petr; Psota, Pavel
    Tato práce zkoumá existující postupy výroby difraktivních struktur (hologramů)rekonstruovatelných v bílém světle holografickou cestou a jejich praktickou realizaci na stříbrohalidové jemnozrnné fotografické emulze. Hologramy procházejí mokrým vyvolávacím procesem. V případě reflexních hologramů byla použita rekonstrukce v bílém světle.