bakalářská práce

Návrh sběrné optiky pro in-situ analýzu metodou spektroskopie laserem buzeného plazmatu

Text práce 2.68 MB Příloha 650.74 kB

Autor práce: Ing. Anna Švábíková

Ak. rok: 2016/2017

Vedoucí: doc. Ing. Pavel Pořízka, Ph.D.

Oponent: Ing. Jan Novotný, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá optomechanickým návrhem pro dálkovou sestavu spektrometrie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Cílem bakalářské práce je návrh fokusační a sběrné optiky s ohledem na dané parametry. V práci je nejprve přiblížen obecný teoretický základ metody LIBS. Pozornost je však věnována především popisu instrumentace, využívané při metodě LIBS. Součástí práce je rešerše, která je zaměřena na dálkovou LIBS analýzu, a to zejména na instrumentaci. V konstrukční části je představeno několik optických návrhů, z nichž je vybrán nejvhodnější. Výstupem bakalářské práce je optimalizace tohoto optického návrhu a následný konstrukční návrh fokusační a sběrné optiky, který je doložen výkresovou dokumentací.

Klíčová slova:

LIBS, dálková analýza, optomechanika

Termín obhajoby

19.06.2017

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

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

Ve své závěrečné práci se studentka věnuje opto-mechanické konstrukci modulu pro mobilní sestavu umožňující přímou in-situ analýzu metodou LIBS. Bakalářská práce je vypracována v dostatečném rozsahu, kde vyčerpávající literární rešerše shrnuje současná mobilní LIBS řešení. Jednotlivé dílčí návrhy jsou kriticky zhodnoceny s ohledem na zadané parametry experimentu. Optimalizovaný optický návrh je následně implementován v robustním mechanickém modulu. Výkresová dokumentace je detailní a umožňuje výrobení jednotlivých dílů navrhovaného modulu. Celkově si studentka osvojila práci v, pro ni novém, prostředí Zemax i Inventor. Předložené výsledky jsou solidním základem pro další, již experimentální, práci. Vzhledem k uvedenému hodnotím tuto práci výborně, tedy za A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
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 B
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Jan Novotný, Ph.D.

Cílem bakalářské práce byl optický návrh soustavy pro fokusaci laserového svazku a sběr záření plazmatu. Součástí řešení měla být také rešerše tématiky a kritické srovnání několika možných variant řešení s ohledem na kompaktnost, robustnost a citlivost.
Hlavní struktura práce je logická, rozdělená je na Úvod do metody LIBS, Dálkovou analýzu a následuje Konstrukční část. Členění do subkapitol bych vzhledem k jejich obsahům trochu poupravil, místy to na mě působilo zmateně. Obdobně tak větná skladba a způsob řazení některých informací v textu není zdaleka optimální.  Výsledkem je, že se práce na mnoha místech obtížněji čte. Je zřejmé, že autorka má s psaním textů podobného typu málo zkušeností, což je však u bakalářské práce pochopitelné.
Gramatické chyby jsem zaznamenal jen výjimečně, na typografii by se však zapracovat dalo (jednotné styly odstavců, jednotné odsazení, apod.).
Citace jsou v textu použity správně, jejich počet by mohl být větší, avšak to je problém související se samotným obsahem práce.
Největším problémem práce je, shodně pro všechny části, relativně nízká míra zanoření se do dané tématiky. Popis problémů a jejich řešení je často vcelku povrchní. V práci je velké množství laických formulací, nepřesných, či dokonce mylných prohlášení a nepodložených závěrů.
Text ve výsledu působí dojmem, že si autorka ukousla příliš velké sousto a pro řešení dané tématiky by byly vhodné poněkud hlubší teoretické základy, a to jak v oblasti optiky, tak obecně v oblasti metody LIBS a příslušné instrumentace.
Jedná se například o části, věnující se srovnání jednotlivých návrhů a vyhodnocování citlivosti či robustnosti. Zde by bylo vhodné výsledky podepřít větším množství výpočtů či simulací.
Nutno však říci, že i přes zmínění nedostatky, vybrala autorka správně nejvhodnější návrh, mnohé části vyřešila a odůvodnila taktéž správně. Konstrukční návrh je sestaven dobře, včetně možnosti nezbytné justáže a s ohledem na experimentální charakter zařízení mu nemohu nic vytknut. Hlavní cíl bakalářské práce byl tímto splněn.
Celkově bych odvedenou práci a úroveň výstupu v podobě bakalářské práce ohodnotil stupněm C.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. V konstrukci jste jako krycí sklo použila safír. Proč zrovna tento materiál a jaké jsou vlastnosti jiných v optice používaných materiálů z pohledu spektrální propustnosti?
  2. Kolik cca procent záření 2 mm velkého plazmatu, které projde vstupní pupilou systému se podaří sesbírat do vybraného optického vlákna? Jak by šla tato hodnota zlepšit? (Spot diagramy v bakalářské práci ukazují případ pouze bodového zdroje)
  3. Jaký je rozdíl mezi iCCD a CCD detektorem, jaké jsou výhody pro LIBS?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová