Diplomová práce Optimization of Technology Process for Fiber Fabry-Perot Optical Resonator Assembly se zabývá optimalizací technologického procesu výroby vláknového Fabry-Pérotova optického rezonátoru. Jedná se o téma s vysokou odbornou i experimentální náročností, které vyžaduje propojení znalostí z oblasti optiky, optických vláken, přesné mechaniky, automatizace a zpracování experimentálních dat.

Studentka v první části práce zpracovala teoretický rozbor problematiky vláknových Fabry-Pérotových rezonátorů a metod používaných pro jejich charakterizaci. Významnou část práce představuje návrh gradientního (GRIN) kolimátoru, kde na základě teoretických výpočtů stanovila parametry potřebné pro dosažení požadovaných vlastností optického svazku. Teoretický návrh byl následně ověřen a korigován na základě výsledků získaných během výroby a experimentálního ověřování sestav SMF-GRIN.

Stěžejní část práce je věnována optimalizaci technologie úpravy čela optického vlákna umístěného ve skleněné kapiláře. Kvalita a geometrické vlastnosti této plochy mají zásadní vliv na výsledné parametry rezonátoru, a proto studentka navrhla a experimentálně ověřila několik výrobních postupů. Hlavní důraz byl kladen na dosažení vysoké opakovatelnosti parametrů, zejména poloměru zakřivení čela a kvality optického povrchu. Tato část práce byla mimořádně časově náročná a zahrnovala výrobu velkého množství vzorků. Každý vzorek byl následně podroben rozsáhlému souboru měření, jejichž výsledky byly systematicky vyhodnoceny a využity pro další optimalizaci výrobního procesu.

Poslední část práce je zaměřena na návrh a ověření postupu pro automatizované sesazení Fabry-Pérotova rezonátoru. Studentka navrhla pracovní postup umožňující budoucí automatizaci procesu a tento postup experimentálně ověřila na řadě vzorků. V průběhu řešení byly dále upravovány algoritmy pro vyhodnocení naměřených dat i algoritmy zajišťující automatizovaný pohyb polohovacího systému typu hexapod. Výsledkem je funkční a experimentálně ověřený postup umožňující efektivní sestavení rezonátoru s vysokou mírou opakovatelnosti.

Zadání diplomové práce bylo velmi rozsáhlé a vyžadovalo nastudování značného množství teoretických poznatků z několika navzájem odlišných technických oblastí. Studentka pracovala převážně samostatně, přičemž konzultace s vedoucím využívala zejména při řešení dílčích odborných problémů. Po celou dobu řešení projevovala vysokou aktivitu, iniciativu a schopnost přicházet s vlastními návrhy a nápady vedoucími k dosažení stanovených cílů.

Za hlavní přínos práce považuji vytvoření komplexního technologického postupu pro výrobu a implementaci vláknových kolimátorů určených pro sestavení Fabry-Pérotových rezonátorů a současně návrh a experimentální ověření postupu automatizovaného sestavení rezonátoru. Oceňuji rovněž rozsah experimentálních prací a systematický přístup k vyhodnocování výsledků. Kladně hodnotím také skutečnost, že práce byla zpracována v anglickém jazyce, což dále zvyšuje nároky na její zpracování.

Jedinou výtku k obsahu práce mám k absenci podrobnějšího přehledu alternativních technologických postupů využívaných pro výrobu Fabry-Pérotových rezonátorů s obdobnými parametry. Přínosná by rovněž byla širší diskuse použitých technologických řešení a jejich porovnání s alternativními přístupy.

Přes uvedenou připomínku konstatuji, že studentka splnila zadání diplomové práce v plném rozsahu. Práce vykazuje vysokou odbornou úroveň, obsahuje rozsáhlou experimentální část a přináší prakticky využitelné výsledky.

Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji její hodnocení stupněm A (95 bodů). Points proposed by supervisor: 95

Práce Bc. Hany Daové se zaměřuje na Fabry-Perotovy (FP) rezonátory založené na optických vláknech s rozšířenou stopou optického pole. Cílem práce byla studie a rozbor FP rezonátorů, vytvoření kolimátoru navařením optického vlákna s gradientním profilem indexu lomu, optimalizace rozhraní vlákno-kavita a finální experimentální ověření. Práce se dá považovat za náročnější primárně s přihlédnutím k rozsahu experimentální části, kde je třeba optimalizovat řadu parametrů a procesů pro správnou funkci FP rezonátoru.

Práce obsahuje jak teoretický rozbor, tak primárně rozsáhlou experimentální analýzu. V teoretické části se studentka zaměřuje na základní uspořádání vláknového FP rezonátoru a diskutuje klíčové parametry rezonátoru – odrazivosti rozhraní, délka rezonátoru/kavity, atd a zavádí parametry FSR a FWHM. Následuje kapitola představující kolimaci svazku pomocí optického vlákna s gradientním profilem indexu lomu (GRIN). Zde oponent postrádá diskusi dalších možností rozšíření svazku optického vlákna a proč bylo zvoleno právě GRIN vlákno (např. ve srovnání s TEC metodou, up-taperováním vlákna, využití standardních GRIN čoček). Rozbor Gaussových svazků je relevantní a dobře ilustruje princip navrženého uspořádání včetně odvození závislosti délky GRIN elementu na vývoji/fokusaci optického svazku.

Následně studentka v rámci práce již přechází k praktické části, která tvoří hlavní přínos, a tedy jádro diplomové práce. Oponent vyzdvihuje detailní diskusi vytvoření konkávního rozhraní včetně srovnání metod broušení/leštění oproti leptání (etching) k dosažení tohoto rozhraní. Následně je prezentováno napaření odrazných vrstev a analýza výstupního svazku (k čemuž směřuje jeden z dotazů oponenta). Hlavním bodem je poté sestavení vláknového FP rezonátoru za využití precizního naladění pomocí hexapodu řízeného PC a analýza parametrů FP rezonátoru.

Celkově je práce sepsána na velmi dobré úrovni, dílčí kapitoly na sebe logicky navazují (byť občas chybí detailnější vysvětlení některých kroků – např. volba GRIN vlákna pro kolimaci svazku), je uvedena řada naměřených dat v přehledných grafech.

Citační úroveň považuje oponent za dobrou, jazyk/gramatika a plynulost textu jsou rovněž velmi dobré. Formálních chyb je minimum, jedinou stojící za zmínku je uvedení odkazu na měřící setup 4.1 v kapitole 3 (úvod 3.1.1), kde by jistě neměl být čtenář nucen listovat v práci dopředu, aby bylo možné pochopit, jak byl daný parametr změřen.

Celkově je diplomová práce Bc. Hany Daové na velmi dobré úrovni, přináší řadu velmi důležitých praktických výsledků (primárně srovnání metod úpravy čela GRIN vlákna) a prezentuje výsledky logicky a srozumitelně. Formálně i gramaticky je rovněž práce na velmi dobré úrovni, jen možná by si zasloužila o něco delší rozsah a dovysvětlení některých úvahových kroků.

Závěrem oponent doporučuje práci k obhajobě. Topics for thesis defence:

1. 1) Je metoda měření vložných ztrát FP rezonátoru skutečně korektní? Hodnota 11.38 dB se zdá vysoká na FFP filtr a výsledná komponenta by tedy byla dosti ztrátová. Jak vložné ztráty ovlivňuje odrazivost vrstev a nebylo vhodnější odrazivost z 99.3 % zvýšit/snížit?
2. 2) Jak je definováno MFD při měření? Není možné, že je využito jiné definice, což vede k neshodě se simulovanými daty (např. 1/e2 vs 5% limit)? V souvislosti s tímto dotazem, z hlediska oponenta se nezdá reálné, že by tenká optická vrstva vedla ke zvětšení MFD (str. 43, věta „However, applying the coating increases the MFD and the overall beam divergence.“). Jak je toto teoreticky podloženo (vrstva má tloušťku jen jednotky mikrometrů)?
3. 3) Měření v grafu 4.14 je zajímavé, nestačilo by ale změřit odrazivost samotné vrstvy a její spektrální závislost, bez sestaveného FP rezonátoru, pro analýzu spektrálního chování optické vrstvy? Nebo mělo toto měření ještě jiný účel?

Points proposed by reviewer: 90