Moodle FEL ČVUT

Obecně přednášky směřují od lokalizovaných měření (kvalita kapalin, lékařství a letectví – optická vlákna a planární struktury), přes monitorování technického stavu konstrukcí (structural health monitoring – mosty, produktovody a budovy) až po makroskopická měření týkající se vrstev atmosféry.

1. Úvod do optiky, přehled senzorů
2. Popis optických senzorových systémů, porovnání možností generace a detekce signálu, interferometrické přístupy
3. Detekce kapalin/plynů – využití principů refraktometrie, spektroskopie a polarizace světla
4. Optické senzory pro lékařské účely a senzory v letectví (gyroskop)
5. Monitorování technického stavu povrchů a konstrukcí (structural health monitoring)– využití vláknových mřížek (FBG - Fibre Bragg grating)
6. Monitorování technického stavu konstrukcí– distribuované vláknové reflektometrické senzory(OTDR) - koherentní, polarizační, Ramanovský a Brillouinův reflektometr
7. Optické skenery – pasivní, vlastnosti snímacích systémů (CMOS, CCD, APD, EMCCD), zdroje šumu
8. Optické skenery – aktivní, 3D rekonstrukce
9. Optická inspekce objektů, defektoskopie
10. Lidary - koncept, parametry,přesnost detekce, aplikace v automobilových aplikacích
11. Vrstvy atmosféry, průchod optických vln vrstveným prostředím
12. Dálkový průzkum Země - spektrální vlastnosti povrchu, profilová a polohová měření, kombinace radiometrologicých dat, hyperspektrální snímání
13. Dálkový průzkum Země -rektifikace a rekonstrukce metrologického obrazu
14. Dálkový průzkum vesmíru

Cvičení budou kombinovat seminární výuku, kde se studenti budou učit základní optické mechanismy šíření a zejména zpracování měřených parametrů společně s 2 bloky měření.

1. Rekapitulace potřebných vědomostí z optiky a teorie vedení vln, elektronová optika
2. Simulační software BeamPROP - vedení optické vlny, jednovidové vlákno, vlnově selektivní komponenty
3. Úloha 3-4. týdne – Detekce kapalin pomocí refraktometrie, senzory na bázi modifikovaných optických vláken
4. Úloha 3-4. týdne – Optický vláknový gyroskop, detekce úhlového zrychlení, vyhodnocení dat
5. Úloha 5-6. týdne – Detekce tahu pomocí optických vláknových Braggovských mřížek - měření tahu a teploty ve spektrální oblasti
6. Úloha 5-6. týdne – Délkova měření s interferometrem - Michelsonův interferometr - varianta nekoherentní/varianta koherentní
7. Seminární cvičení – metody zpracování dat z 2D obrazu, prahování, histogramy, statistika
8. Seminární cvičení – zpracování reálných dat z optického skeneru/lidaru
9. Uloha 9-11.tydne - Kalibrace kamery - spektrální citlivost, závislost temného proudu atd.
10. Uloha 9-11.tydne – Spektroradiometr
11. Uloha 9-11.tydne - 3D rekonstrukce
12. Seminární cvičení - zpracování reálných měřených signálů (astronomická data, satelitní měření Prahy)
13. Seminární cvičení - klasifikace a interpretace satelitnich dat
14. Kontrola semestrální práce

Vzhledem k šíři předmětu není určena povinná literatura, pouze doporučená:
- R. Hui, M. O'Sullivan, Fiber Optic Measurement Techniques, Academic Press, 2009.
- N. Baghdadi, Z. Mehrezi, Optical Remote Sensing of Land Surface: Techniques and Methods. Elsevier, 2016.
- D. Pinliang, Q. Chen, LiDAR remote sensing and applications. CRC Press, 2017.