The paper deals with progress in the field of preparation of preforms for drawing of optical fibres by the MCVD method. ''Groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication'' were appreciated in 2009 by the Nobel prize for K. C. Kao and this paper comes from experience acquired in this field. Attention is focused namely at novel materials and fiber structures and their preparation in the field of special optical fibers for fiber amplifiers, lasers and sensors. and Článek se zabývá pokroky v oblasti přípravy preforem pro tažení optických vláken metodou MCVD. Vychází z historických poznatků při přípravě telekomunikačních vláken, které přispěly k významnému pokroku v oboru, za jehož rozvoj získal K. C. Kao v roce 2009 Nobelovu cenu. Pozornost je soustředěna zejména na nové materiály a vláknové struktury a postupy jejich přípravy z oblasti speciálních vláken pro vláknové zesilovače, lasery a sensory.
Industrial application of nanocomposites dates back to 1996, however despite the effort put in since then, their potential is far from being exploited. Next to already published influence of deposition temperature and partial pressure of nitrogen, other key variables were suggested by Prof. Vepřek, who clarified their importance/ influence in terms of hardness and stability of mainly TiSiN composites. Based on his papers and recommendations, we studied an influence of optimal content of silicon and oxygen on hardness of nc-(Tix Al1-x)N/ a-Si3 N4 coating, which was deposited from rotary cylindrical cathodes using low voltage arc. and Průmyslové nasazení nanokompozitů se datuje už do roku 1996, nicméně navzdory od té doby vynaloženému úsilí, nebyl jejich potenciál zdaleka vyčerpán. Vedle již publikovaných vlivů depoziční teploty a parciálního tlaku dusíku, byly prof. Vepřkem navrženy další klíčové veličiny a objasněn jejich význam na tvrdost a stabilitu, především TiSiN kompozitů. Na základě jeho článků a doporučení byl studován vliv optimálního obsahu křemíku a vliv obsahu kyslíku na tvrdost vrstvy nc-(Tix Al1-x)N/ a-Si3 N4 , resp. nc-(Crx Al1-x)N/ a-Si3 N4 deponované z rotačních válcových katod s využitím nízkonapěťového oblouku.
The article is devoted to diffraction at a circular aperture. In this connection, only Fraunhofer diffraction of a plane wave focused by a lens is usually investigated as it has important consequence for the resolution ability of optical instruments. Here, main attention is given to the diffraction pattern on the longitudinal axis, which is important for resolution ability of the stratified depth recording of information. For low Fresnel numbers, the displacement of focused intensity arises compared to the location of the geometric focus, and the zero maximum is very broad. On the contrary, for high Fresnel numbers, which take place for usual optical instruments, the displacement is negligible and the zero maximum is relatively narrow. and Článek se zabývá difrakcí na kruhové apertuře. Běžně se v této souvislosti popisuje pouze Fraunhoferova difrakce rovinné vlny soustředěné čočkou, protože má důležitý význam pro rozlišovací schopnost optických přístrojů. Zde se věnujeme především difrakčnímu obrazci na podélné ose, který je významný pro rozlišovací schopnost vrstvového hloubkového záznamu. Pro malá Fresnelova čísla nastává posuv soustředění intenzity oproti geometrickému soustředění a nulté maximum je značně široké. Pro vysoká Fresnelova čísla, která přicházejí v úvahu u běžných optických přístrojů, tento posuv vymizí a nulté maximum je poměrně úzké.
Activities of the Laboratory of nonlinear and fibre optics in the field of all-optical processing of data streams is presented. We demonstrated an all-optical modulation format converter RZ-to- NRZ, based on the cross-phase modulation with walk-off in the nonlinear loop mirror and a high conversion efficiency wavelength converter based the conversion of the cross-phase modulation into amplitude modulation in the fibre Bragg grating. Both devices have been tested at transmission rates of 10, 20, and 40 Gb/s. For testing the network devices at a repetition rate of 107 Gb/s, we developed the combination of optical multiplexer and demultiplexer. and Předkládáme průřez činností Laboratoře nelineární a vláknové optiky na poli plně optického zpracování datových toků. Demonstrovali jsme plně optický převodník formátu RZ/NRZ, založený na křížové fázové modulaci a grupovém zpoždění v nelineárním Sagnacově interferometru, vlnový konvertor s vysokou konverzní účinností založený na konverzi křížové fázové modulace na amplitudovou v braggovské mřížce. Oba převodníky byly testovány při rychlostech 10, 20 a 40 Gb/s. Pro testování síťových zařízení při přenosové rychlosti 107 Gb/s jsme sestavili kombinaci optický multiplexer-demultiplexer.
Paper is devoted to magneto-optical (MO) methods, which are frequently used for investigation of surface magnetic properties of magnetic nanostructures. We describe two MO set-ups that are recently built in scientific laboratories of institute of Physics VŠb-TU Ostrava. Differential MO method based on the surface hysteresis loop measurements enables to obtain separate components of magnetization vector M and to study the anisotropy of magnetic systems. basic element of the second set-up is the MO kerr microscope, which serves for the magnetic domains and domain wall observations. both mentioned methods in combination with other magnetic measurements (X-ray diffraction, conversion electron Mössbauer spectroscopy) are used to investigate soft magnetic properties of as-quenched and annealed Fenbb ribbons. and Článek je věnován magnetooptickým (MO) metodám, které jsou často využívány ke studiu povrchových vlastností magnetických nanostruktur. Jsou zde detailně popsány dvě aparatury, které jsou v současné době sestaveny ve výzkumných laboratořích Institutu fyziky VŠB-TU Ostrava. Diferenciální MO metoda založená na měření povrchových hysterézních smyček umožňuje určit jednotlivé komponenty vektoru magnetizace M a studovat anizotropii magnetických systémů. Základním prvkem druhé aparatury je MO Kerrův mikroskop, který slouží k pozorování magnetických domén a doménových stěn na povrchu nanostruktur. Obě MO metody v kombinaci s dalšími magnetickými měřeními (X-ray difrakce, konverzní elektronová Mössbauerova spektroskopie) jsou využity k výzkumu měkkých magnetických vlastností nežíhaných a žíhaných FeNbB pásků.
We briefly summarize the recent progress in the understanding of the preparation, properties, origin of hardness enhancement and industrial applications of the superhard nanocomposites nc-TmN/a-Si3 N4 , that consist of 3-4 nm small nanocrystals of a hard transition metal nitride joined together by a strong, about 1 monolayer thin layer of silicon nitride. These unique materials can reach hardness far above 50 GPa. They are prepared by means of plasma chemical or physical vapor deposition as thin coatings and applied on tools for machining, such as turning, drilling, milling, forming and stamping. Compared to conventional hard coatings, the nanocomposites significantly increase the productivity of a large number of machining operations. and Stručně shrnujeme současný rozvoj v přípravě, vlastnostech a původu zvýšené tvrdosti a průmyslovém využití supertvrdých nanokompozitů nc-TmN/a- Si3N4, které jsou složeny z nanokrystalů tvrdého tranzitního nitridu kovu o velikosti 3-4 nm spojeného s pevnou vrstvou nitridu křemíku. Takový unikátní materiál dosahuje tvrdosti nad 40 GPa. Jsou vytvářeny pomocí plazmaticko chemického nebo fyzikálně vakuového nanášení v podobě tenkých vrstev a jsou využívány jako strojní nástroje pro soustružení, vrtání, frézování, tvarování a ražení. Nanokompozity v porovnání s konvenčním povlakováním zvyšují produktivitu řady strojních obrábění.
The paper deals with the process of optical-fiber drawing and shows research results achieved at the Department of Optical Fibers, Institute of Photonics and Electronics AS CR, v.v.i. (ÚFE). It presents description of basic processes in glass materials during drawing of optical fibers from preforms as well as description of experimental devices used in the ÚFE. It shows examples of results of drawing of optical fibers doped with rare-earth elements both with circular and non-circular cross-sections intended for fiber lasers and amplifiers. It also deals with drawing of special optical fibers for fiber-optic sensors, such as sectorial s-fibers, inverted-graded index fibers, fibers form soft optical glasses, chalkogenide fibers and microstructure fibers. Continuous preparation of optical fibers coated with anatase nanoparticles is also discussed in the paper. and Článek se zabývá procesem tažení optických vláken na základě výsledků výzkumu Oddělení optických vláken Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. (ÚFE). Je v něm uveden souhrn základních procesů ve skelných materiálech při tažení vláken z preforem i popis unikátních experimentálních zařízení v ÚFE. Dále jsou ukázány příklady výsledků tažení vláken dopovaných prvky vzácných zemin s kruhovým i nekruhovým průřezem pro vláknové lasery a zesilovače. Článek rovněž popisuje tažení speciálních vláken pro optické vláknové senzory jako jsou sektorová vlákna, vlákna s invertovaným gradientním profilem, vlákna z nízkotavitelných optických skel, vlákna chalkogenidová i vlákna mikrostrukturní. V závěru se článek zabývá kontinuálním tažením vláken pokrytých nanočásticemi anatasu pro fotokatalýzu.
Paper deals with the application of spectroscopic reflectometry for the central lubrication film thickness measurement in elastohydrodynamic contacts. This approach overcomes the main limitations of other measurement techniques used for film thickness measurements in tribological problems studies and provide absolute data that eliminates the relative comparation between calibration table and measured lubrication film. and Článek se zabývá problematikou využití spektroskopické reflektometrie ke stanovení centrální tloušťky maziva, případně rozložení tlaku v elastohydrodynamickém (EHD) kontaktu při studiu tribologických problémů. Jedná se o metodu, jejíž silnou stránkou, na rozdíl od dnes nejpoužívanějších měřicích technik, je absolutní měření.
Capability of 1,3 µm SWIR radiation detection using commercial CCD cameras was verified in a set of measurements with various sources and detectors. In spite of a very small sensitivity of silicon CCD cameras at 1,3 µm, in experiment was proofed that selected CCDs are able to detect reliably this radiation and they are suitable for visualization and measurement of SWIR laser beams with a sufficient intensity. Simultaneously, fundamental properties of detectors and their working limits in SWIR band were investigated. In terms of resolution, used detectors were superior to SWIR detectors available for comparison. An industrial megapixel CCD camera with a GEVision interface was modified for SWIR laser beam measurement at wavelength 1,3 µm with a high resolution. The camera was tested with a continual diode laser at 1310 nm and a Nd:YAG laser on a secondary laser transition at 1321 nm and with a pulsed iodine photo - dissociative laser at 1315 nm with a resolution of 1390 x 1040 points. and Schopnost detekce 1,3 µm SWIR záření pomocí komerčních křemíkových CCD kamer byla ověřena řadou měření s různými zdroji a detektory. Bylo experimentálně prokázáno, že vybrané křemíkové CCD kamery jsou i vzhledem k extrémně malé citlivosti na 1,3 µm schopny spolehlivě detekovat toto záření a jsou vhodné pro vizualizaci a měření SWIR laserových svazků s dostatečnou intensitou. Zároveň byly prozkoumány fundamentální vlastnosti detektorů a jejich pracovní limity v této oblasti. Rozlišovací schopnost zkoumaných detektorů několikráte převyšovala parametry dostupných SWIR detektorů. Průmyslová megapixelová CCD kamera byla modifikována pro měření laserového svazku na vlnové délce 1,3 µm s velkým rozlišením. Kamera byla testována s kontinuálním diodovým laserem na 1310 nm a Nd:YAG laserem na vedlejším laserovém přechodu 1321 nm a s impulsním jódovým fotodisociačním laserem na 1315 nm s rozlišením 1390 x 1040 bodů.
The paper summarizes results of more than thirty years of research of preparation and characterization of optical fibers at the Czechoslovak Academy of Sciences (CAS) and Academy of Sciences of the Czech Republic (AS CR), namely at the Institute of Chemistry of Glass and Ceramic Materials of CAS and Institute of Radio Engineering and Electronics of CAS (AS CR), nowadays the Institute of Photonics and Electronics AS CR, v.v.i. (ÚFE). This research can be characterized by two periods. In the first period till the end of 1989 the research was focused to fibers for telecommunications. Transmission properties published in the paper show that they were fully comparable with world ones. The second period from 1990 to present has been characterized by the investigation of fibers for fiber lasers and amplifiers and fiber-optic sensors. Some original structures of optical fibers designed and prepared in ÚFE are described in the paper. and Článek shrnuje výsledky třicetiletého výzkumu přípravy a charakterizace optických vláken v ČSAV a AV ČR, jmenovitě v Ústavu chemie skelných a keramických materiálů ČSAV a Ústavu radiotechniky a elektroniky ČSAV (AV ČR), dnes Ústavu fotoniky a elektroniky (ÚFE) AV ČR, v.v.i. Tento výzkum lze rozdělit do dvou období. V prvním období do konce roku 1989 byl výzkum zaměřen na telekomunikační typy vláken. V článku jsou uvedeny přenosové vlastnosti připravených vláken ukazující plnou srovnatelnost se světem. Pro druhé období od roku 1990 do současnosti je charakteristický výzkum vláken speciálních pro vláknové lasery a zesilovače a optické vláknové senzory. V článku jsou popsány některé původní struktury speciálních optických vláken navržených a připravených v ÚFE.