Lukáš Koňařík ve své diplomové práci široce uchopil problematiku fotonických integrovaných obvodů na bázi krystalického křemíku. První kapitola poskytuje úvod do základní fyziky nejdůležitějších komponent těchto obvodů, který je dobře strukturovaný a přístupný i laikům. Na tuto kapitolu navazují výsledky numerických simulací, které měly za cíl optimalizovat rozměry vlnovodů pro následnou výrobu. Těžištěm experimentální práce byla optimalizace výrobního procesu, zejména pak část spočívající v leptání plazmatem. Právě zde se také projevila Lukášova pečlivost a cílevědomost, neboť věnoval značné množství času systematickému prozkoumávání množiny leptacích parametrů. Výsledkem byl ověřený výrobní postup a sada vyrobených vzorků, které byly dále opticky charakterizovány s ohledem na jejich zamýšlenou funkci. I v této části se dobře projevila schopnost autora formulovat hypotézy, experimentálně je ověřovat a srovnávat je s dalšími poznatky získanými jinými technikami. Je třeba dodat, že v předložené práci je v rámci úspory místa ukázána pouze část všech získaných výsledků. Celkově je tato práce po všech stránkách kvalitní, nabízí velmi komplexní a detailní vhled do tématu výroby křemíkových fotonických obvodů a může tak sloužit jako výchozí zdroj pro zájemce o tuto problematiku. Ze všech výše uvedených důvodů práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnotit známkou „A – výborně“.

Diplomová práce Bc. Lukáše Koňaříka představuje pečlivě zpracovanou studii technologického procesu výroby křemíkových fotonických integrovaných obvodů na platformě křemík na izolantu. Zadání práce odpovídá své náročnosti stupni průměrně náročné až náročné. Vyšší náročnost spočívá především v experimentální části, kde bylo vzhledem k navrženým metodám výroby a charakterizace nutné osvojení problematiky elektronové litografie, plazmatického leptání a vysoce citlivého měření fotonických nanostruktur, což je experimentálně velmi náročné na přesnost a zručnost.

Diplomant zvolil logický a systematický inženýrský postup řešení. Od zevrubné teoretické rešerše a numerických simulací v prostředí Lumerical MODE plynule přešel k experimentální realizaci v čistých prostorách laboratoří CEITEC Nano. Největší přínos práce a osobní vklad studenta leží právě v technologické optimalizaci jednotlivých kroků od   elektronové litografie po podrobnou studii reaktivního iontového leptání (RIE), při které otestoval desítky parametrů. Zde experimentálně doložil nutnost použití pasivačních plynů k potlačení drsnosti bočních stěn vlnovodů a určil ideální procesní recept.

Vyrobené komponenty student následně charakterizoval. Z hlediska výsledků se podařilo potvrdit funkčnost Y-děličů i prstencových rezonátorů. Odchylky dělicího poměru (2,4 %) a volného spektrálního rozsahu u rezonátoru (1,5 % od teorie) svědčí o velmi vysoké přesnosti dosažené při výrobě.

Jako jedinou slabinu práce vidím absenci rozsáhlejší diskuse o extrémně vysokých optických ztrátách během experimentálního měření. Vstupní výkon laseru činil 3,15 mW, zatímco detektor autor měřil signály pouze v řádu jednotek nanowattů. Kvituji sice korektní a kritický přístup studenta, který tyto obrovské ztráty nezastírá a racionálně je vysvětluje neideální geometrií měřicí sestavy (kolizí vlákna s objektivem a nemožností dodržet optimální úhel), v textu však chybí hlubší úvaha o účinnosti samotné mřížky (převzaté z knihovny). Bylo by vhodné odhadnout, jaký podíl útlumu lze reálně připsat na vrub právě vazebním ztrátám. To následně značně limituje možnost vyhodnocení skutečných propagačních ztrát (v dB/cm) samotných vlnovodů v porovnání s teoretickými simulacemi. Přesto autor dokázal statisticky a analyticky vyhodnotit vliv optimalizovaných parametrů RIE na jednotlivé nanofotonické struktury a adekvátně diskutovat vliv výrobních vad na absolutní hodnotu přeneseného signálu.

K odborné úrovni práce tak nemám žádné výhrady. Diplomant průběžně a vhodně využívá znalosti získané studiem literatury, přičemž svá tvrzení opírá o kvalitně zpracovanou experimentální část. Formální, grafická i stylistická stránka práce je na výborné úrovni. Členění je logické a umožňuje plynulou orientaci v řešené problematice. Práce s daty je transparentní a jejich statistické zpracování pomocí krabicových grafů je pro ilustraci nestability měření velmi vhodně zvoleno. Práce s literaturou je korektní; rozsah 61 převážně cizojazyčných zdrojů je pro diplomovou práci nadstandardní.

Závěrem lze konstatovat, že předložená diplomová práce plně vyhovuje požadavkům kladeným na tento typ závěrečných prací. Bc. Lukáš Koňařík v ní prokázal potřebné teoretické znalosti a praktickou zručnost při řešení konkrétních technologických problémů spojených s výrobou a charakterizací fotonických struktur. Výsledkem práce je odladěný a zdokumentovaný postup pro výrobu prvků křemíkové fotoniky, který je přímo využitelný pro další výzkum na daném pracovišti. Text je po formální i jazykové stránce na velmi dobré úrovni a bez logických trhlin. Předloženou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji její hodnocení klasifikačním stupněm A – výborně. Topics for thesis defence:

1. Na základě numerických simulací základního módu uvádíte, že rozdíl mezi obložením vlnovodu vzduchem a SiO2 je minimální až zanedbatelný, což Vás vedlo k technologickému rozhodnutí zcela vynechat ve výrobní fázi nanášení horní vrstvy oxidu.Je tento předpoklad srovnatelnosti fyzikálně obhajitelný i pro reálný vlnovod zatížený výrobními defekty a drsností bočních stěn, které v práci sami detailně analyzujete?Jakým způsobem ovlivňuje velikost kontrastu indexů lomu na rozhraní jádra (Si) a pláště (vzduch, SiO2) velikost rozptylových ztrát na defektech a zubatých hranách vlnovodu?
2. V textu uvádíte masivní útlum signálu z 3,15 mW na vstupu na jednotky nW na výstupu (ztráta cca 60 dB). Mohl byste podrobněji diskutovat vliv samotných vazebních ztrát na toto výsledné měření v řádu nanowattů? Jaká byla původně navržená (teoretická) účinnost použité difrakční mřížky z dostupné knihovny firmy CORNERSTONE a jaký teoretický pokles výkonu by mohla objektivně způsobit vámi zmiňovaná neideální geometrie navázání a vyvázání? Zvažoval jste (případně testoval) vedle toho i další fyzikální příčiny takto razantního útlumu – například odchylku v hloubce vyleptání difrakčních mřížek vůči ideálním 70 nm?
3. Průměrná hodnota rozdílu výkonu u výstupních větví Y-děliče s žebrovými vlnovody Vám vyšla v poměru 52,4 % ku 47,6 %. Lze při takto absolutně nízkých naměřených výkonech na hranici citlivosti (v řádu jednotek nanowattů) považovat tento poměr za spolehlivý ukazatel symetrie děliče, nebo mohlo být vyhodnocení výrazněji zkresleno asymetrickým šumovým pozadím? Jaká byla absolutní úroveň šumového pozadí, resp. citlivost měření ve Vaší měřicí aparatuře a prováděl jste během zpracování dat klasické odečítání pozadí (například kalibrací temného proudu detektoru či odečtením vlivu parazitního nenavázaného zbloudilého světla)?