prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

E-mail:   chmelik@fme.vutbr.cz 
Pracoviště:   Ústav fyzikálního inženýrství
Odbor optiky a přesné mechaniky
Zařazení:   Vedoucí odboru
Místnost:   A2/209
Telefon:   +420 54114 2795
Pracoviště:   Ústav fyzikálního inženýrství
Odbor optiky a přesné mechaniky
Zařazení:   Profesor
Místnost:   A2/209
Telefon:   +420 54114 2795

2190

Vzdělání a akademická kvalifikace

  • 1989, RNDr., Přírodovědecká fakulta, UJEP Brno, obor Fyzika pevných látek
  • 1997, Ph.D., Fakulta strojního inženýrství, VUT v Brně, obor Fyzikální a materiálové inženýrství
  • 2002, docent, Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně, obor Aplikovaná fyzika
  • 2012, profesor,  Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně, obor Aplikovaná fyzika

Přehled zaměstnání

  • 1989-1993, odborný pracovník, Ústav přístrojové techniky AVČR, Brno
  • 1993-2002, odborný asistent, Ústav fyzikálního inženýrství, FSI, VUT v Brně
  • 2002-2012, docent, Ústav fyzikálního inženýrství, FSI, VUT v Brně
  • 2012-dosud, profesor, Ústav fyzikálního inženýrství, FSI, VUT v Brně

Vědeckovýzkumná činnost

  • koherencí řízená a korelační holografická mikroskopie
  • kvantitativní fázové zobrazování
  • mikroskopie trojrozměrných objektů
  • mikroskopie v kalných prostředích
  • aplikace holografické mikroskopie v biologii živé buňky
  • experimentální biofotonika

Univerzitní aktivity

  • 2003-2014, proděkan pro studijní záležitosti, FSI VUT v Brně
  • 2014-dosud, zástupce ředitele pro studijní záležitosti a vědu, STI VUT v Brně

Mimouniverzitní aktivity

  • 2003-dosud, člen rady doktorského studijního oboru "Aplikovaná fyzika" na Přírodovědecké fakultě UP v Olomouci
  • 2005-2006, externí člen vědecké rady ÚPT AV ČR v Brně
  • 2007-dosud, externí člen Rady ÚPT AV ČR, v.v.i.
  • 2007-dosud, člen rady doktorského studijního oboru "Optika a optoelektronika" na Přírodovědecké fakultě UP v Olomouci
  • 2010-dosud, člen OSA, SPIE

Spolupráce s průmyslem

  • TESCAN ORSAY HOLDING, a.s.
  • AREKO, s.r.o.

Ocenění vědeckou komunitou

  • 2013, Cena Wernera von Siemense v kategorii Nejvýznamnější výsledek vývoje / inovace
  • 2013, Nejlepší spolupráce roku 2013, 1. místo (soutěž pořádaná AFI, AmCham, TAČR)
     

Projekty

  • Obrazová rekonstrukce trojrozměrných objektů metodami holografické konfokální mikroskopie (GAČR 202/04/410, 2004-2006)
  • Využití digitálního holografického mikroskopu pro výzkum dynamiky živé buňky a dovršení vývoje nového multifunkčního mikroskopu (GAČR 202/08/0590, 2008-2010)
  • Anorganické nanomateriály a nanostruktury (Výzkumný záměr, 2005-2012)
  • Multimodální holografický mikroskop (TIP MPO FR-TI4/660, 2012-2014)
  • Centrum digitální optiky (Centrum kompetence TAČR TE01020229, 2012-2019)
  • Pokroky nekoherentní holografické mikroskopie při použití fotonických simulací a principů singulární optiky (GAČR SP 15-14612S, 2015-2017)

Citace publikací podle SCOPUS (bez autocitací)

46

Citace publikací podle ISI Web of Knowledge (bez autocitací)

78

Citace ostatní (bez autocitací)

15

Aktuálně garantované předměty:

Vybrané publikace:

  • CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; KOLLÁROVÁ, V.; SLABÝ, T.; LOŠŤÁK, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.:
    The Role of Coherence in Image Formation in Holographic Microscopy,
    PROGRESS IN OPTICS, Vol.59, (2014), No.1, pp.267-336, ISSN 0079-6638, Elsevier
    článek v časopise
  • LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; SLABÝ, T.:
    Coherence-controlled holographic microscopy in diffuse media,
    OPTICS EXPRESS, Vol.22, (2014), No.4, pp.4180-4195, ISSN 1094-4087, OSA
    článek v časopise
  • TÝC, M.; KVASNICA, L.; SLABÁ, M.; CHMELÍK, R.:
    Numerical refocusing in digital holographic microscopy with extended-sources illumination,
    OPTICS EXPRESS, Vol.21, (2013), No.23, pp.28258-28271, ISSN 1094-4087
    článek v časopise
  • SLABÝ, T.; KOLMAN, P.; DOSTÁL, Z.; ANTOŠ, M.; LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.:
    Off-axis setup taking full advantage of incoherent illumination in coherence-controlled holographic microscope,
    OPTICS EXPRESS, Vol.21, (2013), No.12, pp.14747-14762, ISSN 1094-4087
    článek v časopise
  • BOUCHAL, P.; KAPITÁN, J.; CHMELÍK, R.; BOUCHAL, Z.:
    Point spread function and two-point resolution in Fresnel incoherent correlation holography,
    OPTICS EXPRESS, Vol.19, (2011), No.16, pp.15603-15620, ISSN 1094-4087, OPTICAL SOC AMER, 2010 MASSACHUSETTS AVE NW, WASHINGTON, DC 20036 USA
    článek v časopise
  • KOLMAN, P.; CHMELÍK, R.:
    Coherence-controlled holographic microscope,
    OPTICS EXPRESS, Vol.18, (2010), No.21, pp.21990-22003, ISSN 1094-4087, Optical Society of America
    článek v časopise

Seznam publikací na portálu VUT

Anotace nejvýznamnějších prací:

  • CHMELÍK, R.; SLABÁ, M.; KOLLÁROVÁ, V.; SLABÝ, T.; LOŠŤÁK, M.; ČOLLÁKOVÁ, J.; DOSTÁL, Z.:
    The Role of Coherence in Image Formation in Holographic Microscopy,
    PROGRESS IN OPTICS, Vol.59, (2014), No.1, pp.267-336, ISSN 0079-6638, Elsevier
    článek v časopise

    Byly navrženy a zkonstruovány mimoosové holografické mikroskopy (DHM) pracující s nekoherentním světlem. Jejich zobrazovací vlastnosti lze ovlivňovat změnou koherence osvětlení. Vlastnosti mikroskopu lze měnit od klasického DHM s koherentním světlem, který umožňuje numerické ostření, po DHM s nekoherentním světlem, který je charakterizován zobrazením vysoké kvality bez koherenčního šumu, polovičním limitem stranového rozlišení a efektem koherenční brány, který umožňuje zobrazování v kalných prostředích a vytváření optických řezů. Teoreticky jsme popsali zobrazovací proces holografického mikroskopu (HM) a jeho ovlivnění koherencí osvětlení. Trojrozměrná koherentní funkce přenosu (CTF) popisuje závislost přenosového pásma prostorových frekvencí na koherenčních vlastnostech zdroje. Redukce koherence vede k rozšíření pásma, tj. ke zlepšení rozlišovací schopnosti. Tento efekt je zřejmý rovněž z tvaru 3D bodových rozptylových funkcí, které nám dovolují charakterizovat zobrazení pomocí 3D konvoluce. Zobrazování a numerické ostření rovinných objektů je popsáno pomocí 2D CTF odvozených ze 3D CTF pro různá rozostření. Výsledky pro 2D objekty jsou prezentovány také ve zjednodušeném aproximativním tvaru, který dává hlubší vhled do základů zobrazování. V této aproximaci je také objasněno vytváření obrazu v kalném prostředí pomocí koherenční brány. Navíc je ukázáno, že stranový posuv předmětového a referenčního svazku zesiluje vyšší prostorové frekvence rozostřeného objektu a umožňuje zobrazení objektu v kalném prostředí pomocí difuzního (nebalistického) světla. Důležité teoretické výsledky jsou ověřeny experimentálně.
  • SLABÝ, T.; KOLMAN, P.; DOSTÁL, Z.; ANTOŠ, M.; LOŠŤÁK, M.; CHMELÍK, R.:
    Off-axis setup taking full advantage of incoherent illumination in coherence-controlled holographic microscope,
    OPTICS EXPRESS, Vol.21, (2013), No.12, pp.14747-14762, ISSN 1094-4087
    článek v časopise

    Koherencí řízený holografický mikroskop kombinuje mimoosovou holografii a achromatický mřížkový interferometr, což umožňuje využití světelných zdrojů s libovolným stupněm časové a prostorové koherence. To vede k dosažení efektu koherenční brány, silnému potlačení koherenční zrnitosti a parazitních interferencí a umožňuje dosažení vysoké přesnosti měření a zobrazovací kvality. Dosažitelné příčné rozlišení je srovnatelné s běžnými widefield mikroskopy, což umožňuje ve srovnání s běžnými mimoosovými uspořádáními rozlišení až dvakrát jemnějších detailů. Zobrazovací vlastnosti mohou být libovolně kontrolovány mezi dvěma extrémy: plně koherentní holografií a konfokální nekoherentní holografií. V článku jsou odvozeny a detailně popsány základní parametry soustavy a demonstrována experimentální ověření zobrazovacích vlastností.
  • BOUCHAL, P.; KAPITÁN, J.; CHMELÍK, R.; BOUCHAL, Z.:
    Point spread function and two-point resolution in Fresnel incoherent correlation holography,
    OPTICS EXPRESS, Vol.19, (2011), No.16, pp.15603-15620, ISSN 1094-4087, OPTICAL SOC AMER, 2010 MASSACHUSETTS AVE NW, WASHINGTON, DC 20036 USA
    článek v časopise

    Fresnelova nekoherentní korelační holografie (angl. FINCH) umožňuje digitální rekonstrukci nekoherentně osvětlených objektů z intenzitních záznamů získaných pomocí prostorového modulátoru světla (PMS). Článek prezentuje vlnově optický model FINCH, který umožňuje analytický výpočet bodové rozptylové funkce (angl. PSF) jak pro optickou, tak pro digitální část zobrazovacího procesu a uvažuje prostorové omezení světelné vlny gaussovskou aperturou. Difrakční meze příčné a podélné velikosti zobrazení bodu, které je vytvářeno pomocí sestavy pro FINCH, jsou stanoveny pomocí trojrozměrné PSF. Příčné a podélné rozlišení je zkoumáno jak teoreticky, tak experimentálně s využitím kvantitativních měřítek zavedených pro dvoubodové zobrazování. Je studována závislost rozlišovací schopnosti na parametrech soustavy a je navržena optimální geometrie sestavy s ohledem na nejlepší hodnoty příčného a podélného rozlišení. Teoretický výsledek je potvrzen experimenty, v nichž je pro vytvoření hologramu objektu pomocí SLM použita LED dioda jako prostorově nekoherentní zdroj.
  • KOLMAN, P.; CHMELÍK, R.:
    Coherence-controlled holographic microscope,
    OPTICS EXPRESS, Vol.18, (2010), No.21, pp.21990-22003, ISSN 1094-4087, Optical Society of America
    článek v časopise

    V článku jsou odvozeny parametry konstrukčně důležitých optických prvků koherencí řízeného holografického mikroskopu (CCHM) zobrazujícího v procházejícím světle libovolně nízké časové i prostorové koherence. Mikroskop využívá achromatického mřížkového interferometru pro mimoosovou holografii, který je prostorově invariantní. Mimo zobrazovací metody běžné v digitální holografické mikroskopii, jako např. kvantitativní fázový kontrast, nebo holografickou rekonstrukci trojrozměrných objektů, nabízí posaný mikroskop zobrazení vysoké kvality bez koherenčního šumu, vyšší příčné rozlišení a umožňuje vytvářet optické řezy vzorkem za pomoci koherenční brány.
  • JANEČKOVÁ, H.; VESELÝ, P.; CHMELÍK, R.:
    Proving Tumour Cells by Acute Nutritional/Energy Deprivation as a Survival Threat: A Task for Microscopy,
    ANTICANCER RESEARCH, Vol.29, (2009), No.6, pp.2339-2345, ISSN 0250-7005, International Institute of Anticancer Research
    článek v časopise

    Zdá se, že maligní buňky mají speciální schopnost pro přežití. Pokusili jsme se to dokázat pomocí akutního nutriční a energetické deprivace in vitro. Test přežití za přítomnosti PBS (phosphate-buffered saline) v buněčné kultuře byl proveden statickým pozorováním, které bylo doplněno klasickou a kvantitativní fázovou časosběrnou mikroskopií. Z jedné normální a čtyř neoplastických populace buněk žádná enpřežila vystavení PBS 77 hodin. Pouze G3S2 odvozené od lidského prsního karcinomu přežily 60 hodin. Buňky v řídkém porostu byly více zranitelné než ty v hustém. Epiteliání buňky byly aktivnější než mesenchymální. Více maligní buňky odolávaly déle. Evaluace kultur digitální holografickou mikroskopií (DHM) odhalila nárůst v kompaktnosti vnitrobuněčné motility od normálních k mesenchymálním metastazujícím buňkám téměř dosahujícím úrovně epiteliálních G3S2. Studium PBS testu přežití pomocí DHM otevírá nové možnosti výzkumu strukturální integrity neoplastických buněk.