Tematy prac dyplomowych magisterskich

Transkrypt

1 Tematy prac dyplomowych magisterskich na rok akademicki 2015/2016 Katedra Metrologii i Optoelektroniki OPTOELEKTRONIKA Spektroskopowa diagnostyka przebiegu procesów elektrochemicznych na elektrodach diamentowych Spectroscopic diagnostics of electrochemical processes on diamond electrodes dr hab. inż. Robert BOGDANOWICZ mgr inż. Michał SOBASZEK Celem pracy jest budowa stanowiska do pomiarów spektroelektrochemicznych oraz przetestowanie jego funkcjonalności. 1. Zapoznanie się ze specyfikacją syntezy elektrod diamentowych na szkle optycznym BK7. 2. Budowa stanowiska do pomiarów spektroskopowych w zakresie VIS. 3. Zapoznanie się ze specyfiką pomiarów elektrochemicznych. 4. Zintegrowanie systemu spektrometrycznego z pomiarami elektrochemicznymi. 5. Pomiary podczas procesu elektrochemicznego na elektrodzie diamentowej. 1. R.F. Davis: Diamond Films and Coatings Development, Properties, and Applications. Park Ridge, N.J., Noyes Pub., R. Bogdanowicz, J. Czupryniak, M. Gnyba, J. Ryl, T. Ossowski, M. Sobaszek, E.M. Siedlecka, K. Darowicki. Sensors and Actuators B: Chemical 2013, 189: J. Stotter, S. Haymond, J.K. Zak, Y. Show, Z. Cvackova, G.M. Swain. Interface 2003, 12: J. Stotter, J. Zak, Z. Behler, Y. Show, G.M. Swain. Anal Chem 2002, 74:5924. Praca eksperymentalna: budowa systemu optycznego i pomiary 1

2 Wytwarzanie cienkich folii z nanokrystalicznego diamentu Fabrication of thin nanodiamond foils dr hab. inż. Robert BOGDANOWICZ mgr inż. Łukasz GOŁUŃSKI Celem pracy jest opracowanie technologii i wytworzenie cienkich foli diamentowych oraz umieszczania ich na podłoża, a także wykonanie pomiarów testowych w celu wyznaczenia parametrów elektrycznych folii. 1. Opracowanie parametrów wytwarzania folii. 2. Seria eksperymentów w laboratorium oraz transfer folii na podłoża. 3. Badania parametrów elektrycznych wytworzonych folii. 1. K.E. Spear, J.P. Dismukes: Synthetic diamond: emerging CVD science and technology. Vol. 25. John Wiley & Sons, M.A. Lodes, et al.: Self-supporting nanocrystalline diamond foils a new concept for crystalline diamond on any technical surface. Key Engineering Materials 438 (2010), pp F. Long, et al.: Effects of temperature and Mo 2 C layer on stress and structural properties in CVD diamond film grown on Mo foil. Journal of Alloys and Compounds 579 (2013), pp M.A. Lodes, et al.: Adhesive bonding and brazing of nanocrystalline diamond foil onto different substrate materials. Applied Surface Science 282 (2013), pp F.S. Kachold, et al.: Direct measurement of Young s modulus, fracture strength and fracture toughness of nanocrystalline diamond foil by means of tensile testing. Acta Materialia (2013), pp Praca ma charakter eksperymentalny 2

3 Zastosowanie laserowej spektroskopii ramanowskiej do detekcji śladowych ilości materiałów Application of laser Raman spectroscopy to detection of trace amount of materials dr inż. Marcin GNYBA mgr inż. Maciej WRÓBEL Opracowanie systemu do laserowej spektroskopii ramanowskiej do wykrywania śladowych ilości substancji w strumieniu cieczy wraz ze światłowodową sondą pomiarową. Celem jest również opracowanie fantomu, w którym byłby realizowany mikroprzepływ i wykonanie na nim testów systemu. 1. Realizacja sondy światłowodowej. 2. Realizacja fantomu optycznego z układem mikroprzepływowym. 3. Integracja spektrometru ramanowskiego z laserem o długości fali 830 nm. 4. Opracowanie aplikacji do przetwarzania danych. 5. Uruchomienie i testy systemu. 1. W. Demtroder: Spektroskopia laserowa. Warszawa, Wydaw. Nauk. PWN, M. Drozdowski: Spektroskopia ciała stałego. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. 3. D. Gardiner; P. Graves: Practical Raman Spectroscopy. Springer Zbiór artykułów w języku polskim i angielskim. Stanowisko do badania stratności materiałów magnetycznych w funkcji częstotliwości sygnału System for investigation of energy loss in magnetic materials as a function of signal frequency dr inż. Marcin GNYBA mgr inż. Mateusz FICEK Opracowanie stanowiska pomiarowego do badania stratności materiałów magnetycznych metodą oscyloskopową wraz w pakietem oprogramowania do akwizycji danych pomiarowych i wyznaczania pola pod pętlą histerezy. 1. Zaprojektowanie i wykonanie rdzeni pomiarowych. 2. Skonfigurowanie systemu pomiarowego składającego się z generatora, układu całkującego, oscyloskopu cyfrowego i komputera. 3. Opracowanie aplikacji do sterowania pomiarem i akwizycji danych. 4. Uruchomienie i testy stanowiska. 5. Opracowanie dokumentacji eksploatacyjnej. 1. M. Blicharski: Wstęp do inżynierii materiałowej. WNT, Warszawa Z. Celiński: Materiałoznawstwo elektrotechniczne. Wyd. Politechn. Warsz., Warszawa

4 Wykorzystanie cienkich warstw dielektrycznych w czujnikach światłowodowych Thin dielectric layer for fiber optic sensors dr inż. Małgorzata JĘDRZEJEWSKA-SZCZERSKA mgr inż. Daria MILEWSKA Celem jest zaprojektowanie i wykonanie czujników światłowodowych z wykorzystaniem cienkich warstw dielektrycznych naniesionych na czoło światłowodu, a także dostosowanie systemu pomiarowego współpracującego do współpracy z opracowanym czujnikiem i wykonanie pomiarów testowych. 1. Opracowanie koncepcji czujnika. 2. Zaprojektowanie układu optycznego czujnika. 3. Realizacja zaprojektowanego czujnika. 4. Weryfikacja i testowanie zrealizowanego urządzenia. 5. Ocena dokładności urządzenia i możliwości jego wykorzystania. 1. K.T.V. Grattan, B.T. Meggitt: Optical Fiber Sensor Technology. Kluwer Academic Publisher, Boston P. Hariharan: Optical Interferometry. Academic Press Elsevier Science, San Diego B. Saleh, M. Teich: Fundamentals of Photonics. John Wiley and Sons, New York Praca konstrukcyjno-pomiarowa Analiza sygnału pomiarowego z interferometru niskokoherencyjnego Investigation of optical low coherence interferometer dr inż. Małgorzata JĘDRZEJEWSKA-SZCZERSKA mgr inż. Katarzyna KARPIENKO Celem jest opracowanie i wykonanie aplikacji do automatyzacji analizy sygnału pomiarowego z interferometru niskokoherencyjnego. 1. Opracowanie koncepcji aplikacji. 2. Realizacja aplikacji. 3. Weryfikacja i testowanie zrealizowanej aplikacji. 4. Ocena dokładności analiz wykonany zrealizowaną urządzenia i możliwości jego wykorzystania. 1. K.T.V. Grattan, B.T. Meggitt: Optical Fiber Sensor Technology. Kluwer Academic Publisher, Boston P. Hariharan: Optical Interferometry. Academic Press Elsevier Science, San Diego B. Saleh, M. Teich: Fundamentals of Photonics, John Wiley and Sons, New York Praca konstrukcyjno-pomiarowa 4

5 Pomiary wybranych właściwości optycznych systemów projekcyjnych w systemach rzeczywistości wirtualnej typu CAVE Measurements of selected optical properties of projection systems used in CAVEtype virtual reality systems dr inż. Adam MAZIKOWSKI dr inż. Adam MAZIKOWSKI Celem pracy jest dokonanie charakteryzacji systemów projekcyjnych 3D (projektory, okulary, system ekranów) w instalacji rzeczywistości wirtualnej typu CAVE (LZWP) w różnych konfiguracjach. Zebrane dane pozwolą na ocenę jakości zastosowanych rozwiązań, co w dalszej kolejności (przyszłe prace) pozwoli na optymalizację i poprawę jakości projekcji całego systemu. 1. Zapoznanie się z systemami projekcji w LZWP. 2. Wybranie parametrów istotnych z punktu widzenia jakości projekcji i możliwych do pomierzenia przy pomocy dostępnego w Katedrze sprzętu pomiarowego. 3. Wykonanie pomiarów wybranych parametrów. 4. Dokonanie oceny przyjętych rozwiązań. 1. Norma ICDM (IDMS-Information Display Measurement Standard) 2. J. Labiedź, A. Mazikowski, LZWP, czyli jak zbudować CAVE, WGK 2013, s Ocena rozkładu parametrów wybranych typów displejów przy wykorzystaniu wielkoformatowego skanera ISEL Estimation of parameters distribution of selected types of displays using large format ISEL scanner dr inż. Adam MAZIKOWSKI dr inż. Adam MAZIKOWSKI Celem pracy jest dokonanie oceny wybranych parametrów displejów (rozkład luminancji, barwy, kontrastu) przy wykorzystaniu skanera ISEL. Zastosowanie skanera pozwoli na pomiary parametrów na całej powierzchni displeja z dużą rozdzielczością. Możliwe będzie porównanie tak uzyskanych rezultatów z wynikami uzyskanymi dla 9-ciu wybranych punktów (aktualnie zalecane przez normy). 1. Zapoznanie się parametrami systemu ISEL oraz istniejącym oprogramowaniem sterującym. 2. Dokonanie wyboru typu displejów oraz zespołu mierzonych parametrów. 3. Dokonanie pomiarów zaproponowanych parametrów. 4. Dokonanie oceny dispejów i porównanie uzyskanych rezultatów z metodą 9-cio punktową. 1. Norma ICDM (IDMS-Information Display Measurement Standard) 5

6 Analiza nanokompozytów polimerowych Evaluation of polymer based nanocomposites dr hab. inż. Jerzy PLUCIŃSKI mgr inż. Michał TROJANOWSKI Celem projektu jest użycie opracowanego systemu optycznej tomografii koherentnej (OCT) w KMiO do badania nanokompozytów w postaci materiałów zawierających nanocząstki (będące domieszkami) osadzonymi w matrycy (w polimerze). Uzyskane podczas pomiaru wielkości należy powiązać z koncentracją oraz dyspersją nanocząstek w matrycy polimerowej. Do badań zostaną wykorzystane nanocząstki tlenku tytanu (TiO 2) w matrycy PMMA. 1. Zapoznanie się z techniką OCT. 2. Zapoznanie się z budową badanych obiektów. 3. Przeprowadzenie pomiarów natężeniowych, polaryzacyjnych oraz spektroskopowych systemem OCT. 4. Wyznaczenie korelacji zmian mierzonych parametrów optycznych z rozkładem oraz wielkością nanocząstek. 1. B.E.A. Saleh, M.C. Teich: Fundamentals of photonics, 2nd ed. Wiley W. Drexler, J.G. Fujimoto: Optical Coherence Tomography Springer Praca ma charakter eksperymentalny 6

7 Stanowisko do lokalizacji defektów w obiektach technicznych metodą termografii dynamicznej w podczerwieni A system for the location of defects of technical objects by dynamic infrared thermography dr hab. inż. Jerzy PLUCIŃSKI dr hab. inż. Jerzy PLUCIŃSKI Celem pracy jest opracowanie stanowiska do wykrywania defektów obiektów technicznych metodą termografii dynamicznej w podczerwieni z wykorzystaniem termokamery, elementu grzewczego i skanera 3D zbudowanego w oparciu o prowadnice i sterownik firmy ISEL. 1. Zapoznanie się z możliwościami przesyłania obrazów termograficznych z termokamery firmy FLIR do komputera PC. 2. Zapoznanie się z systemem sterowania prowadnic firmy ISEL. 3. Wykonanie układu grzewczego podgrzewającego badany obiekt. 4. Wykonanie oprogramowania w środowisku LabView umożliwiającego sterowanie stanowiskiem pomiarowym i akwizycję danych pomiarowych. 5. Przetestowanie oprogramowania. 6. Wykonanie pomiarów testowych z wykorzystaniem opracowanego stanowiska pomiarowego i ocena skuteczności wykrywania defektów w obiektach technicznych metodą termografii dynamicznej w podczerwieni. 1. Dokumentacja techniczna termokamery FLIR. 2. Dokumentacja techniczna firmy ISEL. 3. Dokumentacja środowiska LabView. 4. W. Minkina, S. Dudzik: Infrared Thermography: Errors and Uncertainties. Wiley M. Vollmer, K.P. Möllmann: Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications. Wiley-VCH

8 Optoelektroniczna metoda diagnostyki zębów Optoelectronic method for diagnosis of human tooth dr inż. Marcin STRĄKOWSKI mgr inż. Milena SUPERNAK-MARCZEWSKA Celem pracy jest zbadanie możliwości i ograniczeń stosowania optycznej tomografii koherentnej (OCT) w stomatologii. OCT jest nieinwazyjną metodą tomograficznego obrazowania, w której jako wiązkę skanującą wykorzystuje się promieniowanie przeważnie w zakresie podczerwieni. Głównym zadaniem do realizacji będzie przeprowadzenie pomiarów zębów z różnymi defektami, tj. zmiany spowodowane próchnicą, demineralizacja czy mechaniczne uszkodzenie zęba. Następnie na podstawie uzyskanych wyników należy przeprowadzić ocenę przydatności OCT w badaniach stomatologicznych. 1. Zapoznanie się z techniką pomiarową OCT (Optycznej Koherentnej Tomografii). 2. Zapoznanie się z budową zębów u ludzi. 3. Przegląd literatury dotyczącej zastosowania OCT w stomatologii. 4. Opracowanie metodologii oraz realizacja pomiarów tomograficznych zębów. 5. Przeprowadzenie analizy porównawczej obrazów OCT z obrazami uzyskanymi za pomocą tomografii komputerowej TK. 1. W. Drexler, J. G. Fujimoto (Eds.): Optical Coherence Tomography. Technology and Applications. Springer-Verlag, Berlin, B. E. A. Saleh, M. C. Teich: Fundamentals of Photonics. Wiley, Artykuły dostarczone przez opiekuna pracy. Praca ma charakter badawczo-eksperymentalny Polaryzacyjny system optycznej tomografii koherentnej Polarization sensitive optical coherence tomography system dr inż. Marcin STRĄKOWSKI mgr inż. Maciej KRASZEWSKI Celem pracy jest rozbudowa optycznego tomografu o elementy optoelektroniczne, umożliwiające pomiar wszystkich elementów macierzy Muellera, charakteryzującej ośrodki optycznie anizotropowe. Układ zostanie rozbudowany o dwa polaryzacyjne modulatory elektro-optyczne (EO-AM-NR-C3, Thorlabs) sterowane przy wykorzystaniu kart DAQ NI USB Praca obejmuje montaż toru optycznego z nowymi elementami, wyjustowanie układu optycznego oraz opracowanie i realizacja pakietu oprogramowania w środowisku LabView do sterowania modulatorami elektro-optycznymi. 1. Zapoznanie się z techniką pomiarową OCT (Optycznej Koherentnej Tomografii). 2. Zapoznanie się z topologią układu OCT zbudowanego na WETI PG. 3. Przeprowadzenie modyfikacji systemu OCT. 4. Opracowanie i realizacja oprogramowania do sterowania modulatorami oraz wyznaczania wartości mierzonych ( dwójłomność, dichroizm) w środowisku LabView (National Instruments). 5. Przeprowadzenie testów weryfikujących poprawność działania systemu. 1. W. Drexler, J.G. Fujimoto, Optical Coherence Tomography. Technology and Applications. Springer, B.E.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of photonics, Wiley,

9 Elementy dwójłomne z polimerów ciekłokrystalicznych do zastosowań w optycznych układach pomiarowych Birefringent components made from liquid crystalline polymers for applications in optical measurement setups dr inż. Paweł WIERZBA dr inż. Paweł WIERZBA Zestawienie stanowiska technologicznego do wytwarzania elementów dwójłomnych z polimerów ciekłokrystalicznych. Badanie zależności wybranych charakterystyk materiałów od parametrów procesu wytwarzania. Realizacja układu optycznego zawierającego element dwójłomny z materiału polimerowego 1. Zapoznanie się z literaturą dot. polimerowych materiałów dwójłomnych i ich zastosowania w polarymetrii i interferometrii. 2. Zestawienie stanowiska do realizacji elementów dwójłomnych. 3. Badanie wpływu parametrów procesu na właściwości wytwarzanych elementów. 4. Realizacja i przetestowanie elementu. 5. Realizacja układu optycznego. 6. Przeprowadzenie pomiarów. 1. M. Born, E. Wolf: Principles of Optics, 7th ed. Cambridge University Press M. Pluta: Mikrointerferometria w świetle spolaryzowanym. WNT, Warszawa Artykuły z baz: Institute of Physics, IEEE, SPIE, OSA. 4. Karty katalogowe producentów polimerów. Układ detekcji fazoczułej współpracujący ze spektrometrem siatkowym Phase-sensitive detection setup for a diffraction grating spectrometer dr inż. Paweł WIERZBA dr inż. Paweł WIERZBA Zaprojektowanie, wykonanie i przebadanie dedykowanego układu detekcji fazoczułej współpracującego ze spektrometrem siatkowym. 1. Zapoznanie się z podstawowymi właściwościami układów spektrometrów siatkowych. 2. Zapoznanie się z konfiguracjami układów detekcji fazoczułej. 3. Zaprojektowanie, wykonanie i uruchomienie układu detekcji. 4. Przebadanie właściwości układu. 1. T. Wilmshurst: Signal Recovery from Noise in Electronic Instrumentation, 2 nd ed. CRC Press Z. Bielecki, A. Rogalski: Detekcja sygnałów optycznych. WNT Warszawa P. Hobbs. Building electro-optic systems. Wiley Artykuły z baz: Institute of Physics, IEEE, SPIE, OSA. 5. Karty katalogowe producentów elementów. 9