bakalářská práce

Návrh mikroskopového LED osvětlovače

Text práce 2.32 MB Příloha 825.1 kB

Autor práce: Ing. Monika Gricová

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Oponent: Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem osvětlovací soustavy do konfokálního mikroskopu
Confocal 2002. První část práce popisuje konfokální mikroskop a jeho rozdělení. Pro správnou
funkci mikroskopu je nutné osvětlovat pozorovaný vzorek intenzivním zdrojem bílého světla.
Na základě analýzy rešerše je vybrána vhodná LED dioda. V praktické části bylo navrženo
osm soustav, které byly sestaveny a jejích parametry následně proměřeny. Na základě
porovnání získaných parametrů byla vybrána nejvhodnější soustava, pro kterou byla navržena
konstrukce.

Klíčová slova:

konfokální mikroskop, LED dioda, Köhlerovo osvětlení, ZEMAX, TIR reflektor

Termín obhajoby

19.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaCznamka

Klasifikace

C

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojírenství (B3S-P)

Studijní obor

Základy strojního inženýrství (B-STI)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Hlavními cíli práce bylo navrhnout optickou soustavu LED osvětlovače a vytvořit konstrukční řešení vhodné k vestavbě do stávajícího konfokálního mikroskopu s rotujícím Nipkowovým diskem. S využitím programu Zemax bylo navrženo a optimalizováno několik optických návrhů osvětlovače. Navržené optické soustavy byly experimentálně porovnány a hodnoceny z hlediska intenzity a rovnoměrnosti osvětlení v rovině vzorku. Předložená výkresová dokumentace osvětlovače zohledňuje stávající zástavbové prostory mikroskopu. Konstrukční návrh byl realizován s důrazem na využití komerčně dostupných mechanických a optických komponent.
Závěrem vyzdvihuji zájem a snahu Moniky Gricové proniknout do dané problematiky a její nadšení a optimismus při neúnavné práci v laboratoři.
Konstatuji, že zadání práce bylo splněno. Práci hodnotím známkou dobře / C a doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Známka navržená vedoucím: C

Bakalářská práce Moniky Gricové se věnuje praktickému návrhu osvětlovací soustavy pro konfokální mikroskop s duálním rastrováním. Práce je členěna do osmi kapitol. V prvé jsou popsány pricipy konfokálních mikroskopů. Z nichž je ve druhé kapitole podrobněji popsán mikroskop, pro který je osvětlovač navrhován. Principy osvětlovacích systémů pro mikroskopii jsou popsány ve třetí kapitole. Následující kapitola se věnuje zdrojům světla pro mikroskopy. V páté kapitole je věnována stať výběru vhodné LED diody. V šesté a sedmé kapitole je postupnými návrhy a jejich modifikacemi řešen vlastní návrh osvětlovače. Poslední kapitola pojednává o konstrukčním řešení osvětlovače.
Práce je po grafické stránce zdařilá. Kazí ji obsahová stánka a formální nedostatky. Téma konfokální mikroskopie je v dnešní době velmi rozšířené. Očekával bych, že by studentka mohla lépe zpracovat její aplikace v živých i neživých vědách. V kapitole sedmé bych očekával snímky předmětové roviny pro všechny zkoušené varianty osvětlovače, nejen pro návrh A. Obzvláště pro vybraný finální návrh. Tím by se mohla prokázat rovnoměrnost osvitu a tím i zdařilost optického návrhu osvětlovače. Formální nedostatky se výrazně vyskytují především v literatuře. Není zde dodržena norma pro jednotný styl citací. Také například v kapitole osm není uvedena citace výrobce chladiče. V začátku práce se vyskytují jednopísmenné předložky na konci řádku. Ve výkresové dokumentaci by měla být uvedena struktura povrchu a také všechny polotovary výrobních dílů.
Studentku musím ale i pochválit za systematický a experimentální přístup při řešení optického návrhu. Z komerčně dostupných čoček sestavila a úspěšně otestovala osvětlovač, který plně vyhovuje zadaným požadavkům. Tato činnost byla nelehká, protože výrobci neoptimalizují komerčně dostupné čočky pro tyto aplikace.
Vzhledem k uvedeným nedostatkům celkově hodnotím práci jako jako dobrou/C.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací D
Otázky k obhajobě:
  1. Sestava osvětlovače je navržena tak, že čočky jsou usazeny v tubusovém systému pomocí závitových kroužků. Rád bych se zeptal, s jakou přesností je třeba tyto čočky umístit, aby byla zaručena správná funkce osvětlovače.
  2. Při Köhlerově osvětlení je zdroj světla zobrazen do zadní aperturní roviny kondenzoru. Jakou výhodu má tento typ osvětlení oproti kritickému? Jakým způsobem zde vzniká rovnoměrný osvit vzorku?
  3. Výbojkové zroje jsou pro svůj vysoký výkon stále v mikroskopii používané. Jakou konstrukční úpravou zdroje je docíleno toho, aby se co nejvíce světla z výboje dostávalo na vzorek? Věděla byste jak se tyto zdroje justují?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová