bakalářská práce

Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)

Text práce 3.92 MB

Autor práce: Ing. Petr Bouchal, Ph.D.

Ak. rok: 2009/2010

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

Oponent: Ing. Tomáš Slabý, Ph.D.

Abstrakt:

Bakalářská práce je zaměřena na teoretické a experimentální aspekty Fresnelovské nekoherentní
korelační holografie, která byla navržena teprve nedávno a v odborné literatuře se objevuje pod názvem FINCH. Její hlavní přednost spočívá v možnosti realizace holografické rekonstrukce nekoherentně osvětlených 3D objektů. V metodě FINCH se záznam objektu provádí s využitím metod optické holografie a digitální difraktivní optiky. Rekonstrukce objektu se realizuje numericky pomocí principů známých z digitální holografie. V experimentech se efektivně využívají moderní optoelektronická zařízení známá jako prostorové modulátory světla.

Bakalářská práce obsahuje přehled zahrnující popis základních principů metody FINCH, ale vlastní příspěvek práce spočívá v matematickém popisu metody a vytvoření numerického simulačního modelu v prostředí Matlab. Hlavním výsledkem práce je návrh a realizace experimentů umožňujících praktické ověření metody. V bakalářské práci jsou prezentovány výsledky dvou nezávislých experimentů provedených se dvěma rozdílnými typy prostorových modulátorů světla firem HOLOEYE a HAMAMATSU. Experimentální výsledky mají velmi dobrý soulad s teoretickou předpovědí. Bakalářská práce zahrnuje také krátkou diskuzi získaných výsledků, dalších možných výzkumných směrů a aplikací metody FINCH.

Klíčová slova:

difrakce, holografie, prostorová modulace, difraktivní optika, kapalné krystaly

Termín obhajoby

17.06.2010

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav fyzikálního inženýrství

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)
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)

Posudek vedoucího
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.
Kritérium hodnocení Známka
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

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
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.
Kritérium hodnocení Známka
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
Otázky k obhajobě:
  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?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová