diplomová práce

Fresnelova nekoherentní korelační holografie (FINCH)

Text práce 9.03 MB

Autor práce: Ing. Petr Bouchal, Ph.D.

Ak. rok: 2011/2012

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

Oponent: prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D.

Abstrakt:

Diplomová práce se zabývá studiem Fresnelovy nekoherentní korelační holografie, v literatuře známé pod akronymem FINCH (Fresnel Incoherent Correlation Holography). Princip metody umožňuje vytvoření holografického korelačního záznamu při použití kvazimonochromatického, prostorově nekoherentního osvětlení a následnou trojrozměrnou numerickou rekonstrukci zaznamenaného objektu. Systém s výhodou využívá jednoduché experimentální sestavy, vybudované na jednocestném Michelsonově interferometru.
Metoda FINCH úspěšně kombinuje prvky klasické a digitální holografie a využívá pokročilých experimentálních technik, ve kterých je vznik interferujících svazků zprostředkován prostorovým modulátorem světla, dynamicky ovládaným pomocí elektrooptického jevu.

Diplomová práce prezentuje nový matematický model metody FINCH umožňující intuitivní pochopení optické a digitální fáze zobrazení a popis základních zobrazovacích parametrů. Tento model je následně využit při optimalizaci systému z hlediska požadovaných nároků na obrazový výkon a při demonstraci rozlišení pod Rayleighovou difrakční mezí. V rámci teoretické a experimentální činnosti jsou detailně studovány korelační režimy záznamu a rekonstrukce objektu, objasněny projevy kvazimonochromatického světla a stanoven limit pro přípustnou koherenční délku zdroje. V experimentální části diplomové práce jsou ověřeny dosud známé konfigurace FINCH a zkoumána kvalita rekonstrukce optických testů i reálných preparátů. Významným přínosem diplomové práce je teoretický návrh a experimentální ověření zcela nového režimu zobrazení, které pracuje s vírovou impulzní odezvou a umožňuje spirální zvýraznění kontrastu hrany trojrozměrných amplitudových objektů při použití prostorově nekoherentního světla.

Klíčová slova:

prostorová modulace světla, difraktivní optika, částečná koherence v zobrazování, digitální holografie, trojrozměrná mikroskopie

Termín obhajoby

18.6.2012

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (M-FIN)

Složení komise

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

Diplomant zcela samostatně vypracoval diplomovou práci na výborné obsahové i formální úrovni. Stanovené cíle práce byly splněny v takovém rozsahu a kvalitě, že dosažené výsledky mohly být publikovány ve dvou mezinárodních časopisech s impaktním faktorem (Optics Express a Optics Letters). To potvrzuje aktuálnost tématu a originalitu řešení. Proto navrhuji výborné hodnocení.
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

Cílem diplomové práce bylo odvodit popis zobrazení metodou FINCH, optimalizovat experimentální sestavu z hlediska příčného a podélného rozlišení, uvážit vliv rozšíření spektrálního pásma osvětlení a experimentálně ověřit teoretické výsledky.

Práce obsahuje 63 stran a je obsahově členěna do tří částí, které na sebe logicky navazují. První úvodní část představuje relativně novou zobrazovací metodu FINCH a uvádí ji do souvislosti s jinými zobrazovacími technikami, vysvětluje její princip a aplikační možnosti. Další část představuje těžiště práce a detailně se zabývá matematickým popisem monochromatického zobrazení metody FINCH, uvádí princip numerické rekonstrukce hologramu, zmiňuje omezení při praktické realizaci metody a demonstruje zobrazovací potenciál metody zejména na rekonstrukcích USAF testů a na vhodných objektech. Uvádí i novou modifikaci metody FINCH, která využívá spirálních fázovou masku. Závěrečná část rozšiřuje popis a experimentální rekonstrukce i na kvazimonochromatické zdroje záření. Po formální stránce je práce bez chyb, graficky kvalitně zvládnutá, po obsahové stránce vysoce převyšuje běžný standard diplomových prací. Nebývá zvykem, aby diplomové práce obsahovala celosvětově nové výsledky autora, a aby byl diplomant prvním autorem tří publikací v předních impaktovaných optických časopisech. Diplomant prokázal samostatný a tvůrčí přístup, hluboké a detailní zvládnutí problematiky. Práci hodnotím stupněm výborně/A a doporučuji, aby byla navržena na ocenění.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
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 A
Práce s literaturou včetně citací A

Známka navržená oponentem: A