Femtosekundový sonar pro studium tenkých vrstev

Jan Kendík

Bakalářská práce

Femtosecond sonar for studying thin films

Anotace:

Práce pojednává o realizaci ultrarychlého sonaru jakožto nástroje pro monitorování vývoje akustických vln v materiálu a na základě tohoto studium rozhraní tenkých vrstev materiálu. Měření bylo realizováno metodou excitace a sondování, kde femtosekundové pulzy excitačního svazku vytvářejí vnitřní akustické vlny v materiálu. Tyto vlny snímáme sondovacími pulzy, které jsou částečně odraženy na povrchu vzorku a částečně odraženy od vnitřní akustické vlny. Z interference těchto pulzů dostáváme obraz vývoje vlny v materiálu. Data z měření jsou z důvodu délky optické cesty a množství vyhodnocovací elektroniky zatížena šumem. Analýza šumu a zároveň jeho potlačení pomocí softwarové synchronní detekce, která byla vytvořena v rámci výzkumu je tedy důležitou součástí této práce.

Abstract:

This thesis is focused on the realization of an ultrafast sonar as an instrument to monitor inner acoustic waves in material and this phenomenon allows us to study interfaces of thin films. Measurement is performed by the pump-probe method, where the femtosecond pulses of a pump beam generate inner acoustics waves in the material. These changes are scanned by probe pulses that are partially reflected on the surface of a sample and partially reflected on an inner acoustic wave. From the interference of these two pulses, we get an image of inner acoustic wave evolution. The data from measurement are scattered by noise as a result of the long optical paths and a number of evaluating electronics. Therefore noise analysis and high reduction of the noise level by using the software implementation of a lock-in amplifier, which was developed within this work is a big part of this thesis.

Klíčová slova

Femtosekundový sonar, tenká vrstva, excitace a sondování, odrazivost, šum

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Karel Žídek, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Bakalářský studijní program / obor:
Aplikované vědy v inženýrství / Aplikované vědy v inženýrství