Bachelor's Thesis

Fresnel Incoherent Correlation Holography (FINCH)

Final Thesis 3.92 MB

Author of thesis: Ing. Petr Bouchal, Ph.D.

Acad. year: 2009/2010

Supervisor: prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Tomáš Slabý, Ph.D.

Abstract:

In the Bachelor's thesis, the recently proposed method known as Fresnel Incoherent Correlation Holography (FINCH) is examined both theoretically and experimentally. Its main advantage consists in a possibility to realize holographic reconstruction of 3D objects illuminated by incoherent light. In FINCH, the object recording is performed applying methods of optical holography and digital diffractive optics. The object reconstruction is realized numerically and utilizes principles of digital holography. In experiments, the modern optoelectronic devices known as Spatial Light Modulators are effectively used.

The Bachelor's thesis includes a short review including description of the basic principles of FINCH but its own contribution consists in the mathematical description of the method and creation of the numerical simulation model in Matlab. The main result of the thesis is design and realization of experiments enabling verification of the method. In the Bachelor's thesis, results of two independent experiments realized with different types of Spatial Light Modulators HOLOEYE and HAMAMATSU are presented. An agreement of
experimental results with theoretical predictions is very good. A short discussion of the obtained results, further research topics and FINCH applications is also included in the Bachelors's Thesis.

Keywords:

diffraction, holography, spatial light modulation, diffractive optics, liquid crystals

Date of defence

17.06.2010

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Physical Engineering

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3901-3)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (B-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Josef Kuběna, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D.

Student samostatně splnil všechny zadané úkoly. Teoreticky popsal optickou soustavu, počítačově simuloval její funkci a teoretické výsledky ověřil experimentálně. Bakalářskou práci hodnotím výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Tomáš Slabý, Ph.D.

Práce se zabývá popisem a experimentální realizací metody FINCH. Text práce je přehledně a logicky členěn do osmi kapitol. Po grafické stránce je práce velmi zdařilá a obsahuje pouze malý počet gramatických nedostatků, nejčastěji v chybějící interpunkci. U většiny prezentovaných grafů chybí popisky os, což považuji za závažnější chybu, ačkoliv jsou grafy často spíše informativního či schematického charakteru. Na obr. 19 je v práci nesprávně nebo nesrozumitelně demonstrován princip Nyquistova vzorkovacího kritéria. Dále však již převažují pouze kladná hodnocení. Po obsahové stránce oceňuji především výborné formulační schopnosti autora, díky nimž je obsah práce dobře srozumitelný. Autor se velmi dobře zorientoval v dané problematice a korektně matematicky popsal metodu FINCH. Z tohoto popisu pak dokázal vyvodit patřičné závěry nutné pro vytvoření numerického modelu a také pro navržení parametrů ověřovacího experimentu. Prokázal také schopnost interpretovat výsledky experimentu a vyvodit z nich závěry pro další práci na tomto tématu.

Autor k práci přistupoval svědomitě a systematicky a cíle bakalářské práce splnil v plném rozsahu. Domnívám se, že práce má velký přínos pro Laboratoř optické mikroskopie Ústavu fyzikálního inženýrství, a to především v možném využití metody FINCH, a tedy i výsledků této práce, v holografické mikroskopii. I přes výše zmíněné formální nedostatky převažují kladné stránky práce, a proto ji hodnotím výborně / A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V práci je na obr. 19 nesprávně nebo nesrozumitelně demonstrován princip Nyquistova vzorkovacího kritéria. Pokuste se znovu vysvětlit tento princip.
  2. Popisovaná metoda FINCH umožňuje použití nekoherentního zdroje světla. Jaké byly hlavní důvody pro použití laseru v experimentální části?
  3. Posunutí difrakčního řádu vytvořeného pracovní mřížkou do využitelné oblasti je zajištěno dodáním funkce optického klínu k funkci propustnosti PMS. Má toto posunutí ve Fourierově rovině nějaký vliv na výsledný hologram a rekonstruovaný obraz předmětu?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová