KOUDELNÍČEK, K. Korelační analýza pohybu částice v optické pasti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2018.
Zadání práce bylo vytvořeno ve spolupráci s UPT AV. K práci student přistupoval aktivně a využíval konzultací, kde řešil především problematiku filtrace signálů. Vzhledem k tomu, že většinu práce student odvedl na externím pracovišti pod vedením externího konzultanta Mgr. Martina Šilera, Ph.D., příkládám jeho vyjádření k práci: "Bakalářská práce Karla Koudelníčka se zabývá analýzou pohybu mikroskopické částice zachycené v tzv. optické pasti za účelem získání její tuhosti. Za tímto účelem se práce zabývá především metodami založenými na korelaci časového záznamu trajektorie. Protože experimentální data mohou být ovlivněny různým typem systematických chyb, práce se věnuje nalezení vhodného typu filtru, při jehož použití je možné co nejlépe získat parametry optické pasti. Autor srovnává výše uvedené korelační metody vyhodnocení tuhosti optické pasti s metodou založenou na analýze výkonového spektra, která je nejčastěji používanou metodou pro získání tuhosti. Po formální stránce je práce vyhotovena na vysoké úrovni a autor pracoval s relevantními zdroji literatury. Pouze v popiscích obrázků měl autor použít přímo symboly řecké abecedy na místo slovního vyjmenování. V tabulce 1 by bylo vhodnější uvádět relativní chybu na místo absolutní chyby vyjádřené na mnoho desetinných míst a současně uvést i směrodatnou odchylku aritmetického průměru. V rovnici 4.26 pravděpodobně chybí tečky nad souřadnicí x označující časové derivace a v obrázcích 16 a 17 je uveden výkon laseru ve Wattech, správně by se mělo jednat o mW. Mám určité výhrady k metodice vyhodnocení kvality získané tuhosti optické pasti. Student zde využívá lineární závislost tuhosti na výkonu laseru. Avšak pro proložení teoretické křivky využil lineární regresi přímkou (polynomem prvního řádu). Tento přístup však vede k situaci, kdy pro nulový výkon laseru získáme nenulovou tuhost. Formálně správné by pro proložení bylo vhodné zafixovat průsečík přímky s osou x v nule, tj. hledat pouze jeden parametr regrese. Pravděpodobně by pak byl vyhodnocen jako nejvhodnější typ filtru (s nejmenší chybou) Lynnův filtr. Tyto skutečnost student částečně diskutuje v textu kapitoly 8 avšak výše uvedený postup by odstranil nejednoznačnost výsledku. Celkově toto práci hodnotím jako zdařilou. Obzvláště část práce zabývající se výběrem a vlastnostmi jednotlivých filtrů bude mít další praktické využití na ústavu přístrojové techniky AVČR. Závěrem navrhuji ohodnotit bakalářskou práci stupněm B"
Bakalářská práce se věnuji úpravě a zpracování záznamů polohy částice vázané v optické pasti. Tyto signály jsou typicky zatíženy nízkofrekvenčním šumem způsobeným mechanickými vlivy prostředí, přeslechy mezi navzájem kolmými osami záznamu polohy a úzkopásmovým rušením vlivem konkrétních částí experimentální sestavy. V úvodní části práce (kapitoly 1-3) se autor věnuje popisu optických sil, fyzikální analýze Brownova pohybu a krátkému přehledu využití optické pinzety ve vědecké praxi. Bohužel je tato část zatížena několika nepřesnostmi a zavádějícími formulacemi, např. „…částice se pohybuje nezávisle i v případě, že se k sobě 2 částice přiblíží a jedna z nich má menší průměr…“ má svůj původ v nesprávně přeloženém tvrzení „…when they approach one another to within less than their diameter…“, v popisu bílého šumu se vyskytuje podobná nepřesnost. Kapitola 4, 5 a 6 jsou věnovány zpracování dat. V této části práce se začaly vyskytovat překlepy a čtení neusnadňují ani chybné odkazy na obrázky a literaturu (viz např. text na str. 10 dole má odkazovat na obr. 5, v popisu obr. 7 se nachází odkaz [14], má tam být [15]) a používání různých symbolů pro stejnou veličinu v kapitolách 4.2 a 2.3 (sqrt(2S) a B). V popisu přeslechů není jasné, co autor myslí „rotací os vůči dopadajícímu světlu“. Nicméně odvození jsou u všech typů zpracování provedena správně a výsledné tvary se dají použít pro zpracování dat. Odborné těžiště práce je v kapitolách 7 (návrh digitálních filtrů) a 8 (srovnání metod). Na ukázkových grafech pro simulovaná data (obr. 14, 15) je srozumitelně demonstrován vliv jednotlivých typů šumu na zpracování pomocí autokorelační funkce (ACF) a spektrální hustoty energie (PSD). Návrh digitálních filtrů by si zasloužil více místa, postrádám zejména grafy spektrální odezvy jednotlivých typů filtrů a vliv jejich parametrů na účinnost filtrace. Zpracování reálných měření používá jako indikátor předpoklad, že tuhost pasti se lineárně zvyšuje s výkonem a soubory dat upravené filtrací mají pro optimální nastavení filtrů tuto linearitu zřetelně lepší než surová data z měření. V této části mě nejvíc zarazil textový popis asi šesti symbolů, kde je velmi těžké se orientovat v tom, co je hexagram, pentagram a hvězda. Přitom jsou symboly odlišené i barevně, takže legenda vložená do grafu by orientaci v obrázku výrazně zlepšila. Také by dokumentu slušela ukázka ACF a PSD z reálných měření včetně nafitovaného teoretického průběhu před a po filtraci. Není totiž zřejmé, proč některá nefiltrovaná data vykazují nulovou hodnotu tuhosti optické pasti – jedná se o nestabilní fit? Shrnutí: Práce se zabývá rozborem zajímavého problému a její výsledky můžou mít praktické využití při reálném zpracování měření vlastností optických pastí. Vhodnou prezentací výsledků by však bylo možné výrazně zvýšit přitažlivost práce a její distribuci širší vědecké komunitě.
eVSKP id 110509