26 hod., nepovinná

1. Geometrická optika a vlnová optika - základní optické zákony, jevy a pojmy (interference, aberace, difrakce, polarizace světla), optické komponenty. Interakce světla s hmotou (tkání) - absorpce, rozptyl, útlum, fluorescence, fosforescence, autofluorescence.
2. Oko, jako optický systém, který se podílí na zobrazení. Anatomie oka. Některé zákony spojené s procesem vidění (skotopické, fotopické vidění, Weber - Fencherův zákon, Stiles - Crawfordův efekt, časová adaptační křivka při skotopickém vidění).
3. Popis optických systémů, kvantitativní hodnocení kvality těchto systémů (optická přenosová funkce, modulační přenosová funkce, Strehl ratio, aberační vlnoplocha)
4. Základní konstrukční řešení mikroskopu. Popis a vlastnosti jednotlivých komponent - tělo mikroskopu, okulár, objektiv, kondenzor, zdroje světla. Příklady mikroskopů jednotlivých výrobců.
5. Klasická a digitální mikroskopie, detektory - CCD, CMOS. Vlastnosti těchto detektorů především z hlediska poměru signál-šum, prostorového rozlišení, rychlosti snímání. Video-mikroskopie.
6. Přímý a invertovaný mikroskop - rozdíly v konstrukčním řešení. Mikroskopie temného pole - princip, konstrukce, aplikace. Fázový kontrast - fyzikální a matematický popis jevu fázového kontrastu, konstrukční řešení, aplikace.
7. Stereomikroskopie - princip stereo zobrazování, konstrukční řešení, zpracování naměřených snímků, využití. Nomarského diferenciální interferenční kontrast (DIC), Hoffmanův modulační kontrast (HMC).
8. Fluorescenční mikroskopie - jev fluorescence, princip zobrazování, konstrukční řešení, fluorescenční barviva, využití.
9. Laserová skenovací mikroskopie - princip snímání scény s postupným zaváděním informace. Laserová konfokální mikroskopie - princip konfokality, vliv na prostorové rozlišení. Fluorescenční konfokální mikroskopie, dvoufotonová a vícefotonová mikroskopie.
10. Optická koherentní mikroskopie a tomografie - využití jevu interference pro tomografické snímání scény. Systémy pracující v časové a spektrální oblasti. Aplikace.
11. Další pokročilé techniky zobrazování - TIRFM, FRAP, FRET, STED, holografická mikroskopie.
12. Příprava vzorků pro světelnou mikroskopii. Měření na živých organismech - kontraktilita srdečních buněk. Aplikace mikroskopických principů v oftalmologii, dermatologii, endoskopii.
13. Základní postupy při zpracování mikroskopických snímků - vytváření disparitních map ze stereoskopických snímků, dekonvoluce, vytváření zaostřeného snímku z více snímků snímaných s různou rovinou zaostření.

26 hod., povinná

1. Úvodní laboratorní cvičení - seznámení se s technickým vybavením mikroskopické laboratoře a s jednotlivými úlohami. Úvod do softwarového prostředí NIS - Elements.
2. Základní operace s obrazem v prostředí Matlab.
3 Práce se stereomikroskopem, vliv osvětlení, rekonstrukce disparitní mapy.
4. Měření modulační přenosové funkce optické soustavy s využitím fotoaparátu Nikon a různých typů objektivů.
5. Zpracování obrazu z optického konfokálního mikroskopu.
6. Měření vlastností fluorescenčního barviva pomocí spektrofotometru.
7. Použití imerzních objektivů, základní techniky analýzy obrazů v prostředí NIS-Elements.
8. Mikroskopie v temném poli a fázový kontrast.
9. Mikroskopování v polarizovaném světle, Malusův zákon.
10. Měření vlnové délky světla pomocí mikroskopu a interferometrických metod.
11. Simulace v geometrické optice.
12. Měření s Hartmann-Shackovým aberometrem
13. Náhradní cvičení.