PROCHÁZKA, P. Modelování fotonických struktur pomocí metody konečných diferencí v časové oblasti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2010.

Posudek vedoucího

Petráček, Jiří

Bakalářská práce se zabývá metodu konečných diferencí v časové oblasti (FD-TD). Jedná se o metodu, která je v současnosti široce používána k numerickému integrování Maxwellových rovnic. Autor práce se seznámil se standardní formulací FD-TD a také získal další znalosti potřebné k její aplikaci. Z hlediska studia moderních fotonických prvků se jednalo zejména o schopnost používat dokonale přizpůsobené vrstvy, definovat různé typy zdrojů záření a specifikovat optické vlastnosti použitých materiálů. Nabyté znalosti byly ověřeny při numerických experimentech s volně dostupným programem FD-TD Meep, viz. ab-initio.mit.edu. K modelování byly zvoleny struktury obsahující fotonický prstencový mikrorezonátor. V práci popsané výsledky vhodně ilustrují nejenom typické vlastnosti metody FD-TD, ale také některé vlastnosti zmíněných struktur. Jako vedoucí práce velmi kladně hodnotím aktivní a (na úrovni odpovídající bakalářské práci) samostatný přístup pana Procházky při realizaci a interpretaci numerických experimentů. Za určitý nedostatek práce považuji některé poněkud těžkopádnější formulace. Závěrem konstatuji, že zadané cíle bakalářské práce byly bez pochyby splněny.

Posudek oponenta

Kalousek, Radek

Autor se ve své práci zaměřuje na numerický popis elektromagnetického pole v materiálech s různými optickými vlastnostmi. Nejprve se věnuje popisu metody konečných diferencí v časové oblasti a dále volně dostupnému programu Meep, který tuto numerickou metodu využívá. V závěru práce jsou uvedeny tři ilustrativní příklady, na kterých jsou demonstrovány možnosti programu a přesnost numerického výpočtu. Z textu vyplývá, že autor problematiku numerického řešení elektromagnetických polí zmíněnou metodou zvládl. Práce je napsána přehledně. Jasné formulace mohou vést i čtenáře, kteří se v oblasti numerických řešení diferenciálních rovnic ne zcela orientují. Je škoda, že mimo uvedené ilustrativní příklady autor neuvedl rovněž alespoň jeden příklad, který lze řešit analytickým výpočtem. Zde by totiž mohla být ukázána absolutní přesnost numerické metody na rozdíl od relativních testů konvergenčních vlastností zmíněných v textu. Autor se neubránil několika překlepům i některým následujícím obsahovým nedostatkům: 1. Str. 10, číslo 4: Je zmíněn pojem kmitočet, avšak na jiných místech je pro tuto veličinu používán pojem frekvence. V pojednání je dobré pojmy sjednotit. 2. Str. 11, vztah (3): Místo divergence intenzity elektrického pole měla být uvedena divergence elektrické indukce, pokud je na pravé straně míněna hustota externích nábojů. 3. Str. 11, vztahy (5)-(7): Významy jednotlivých materiálových veličin vystupujících jako konstanty úměrnosti v uvedených vztazích nejsou vysvětleny. Jsou pouze zmíněny v seznamu použitých symbolů na str. 34 v závěru práce. 4. Str. 11, 3. odst., 2. řádek: Rovnice (4) není důsledkem spojitosti indukčních čar, ale jejich uzavřenosti. 5. Str. 15, odstavec Důležité vlastnosti schématu, 2. odrážka, 6. řádek: Není vysvětleno, co se myslí přesností druhého řádu. 6. Str. 18, obr. 5: Popiska obrázku hovoří o velikosti intenzity elektrického pole, avšak z obrázku se zdá, že jde spíše o některou její složku. Tímto nedostatkem trpí i některé další obrázky v kapitole 3. 7. Str. 20, odstavec Zdroje: Není zde, ale ani v textu ilustrativních příkladů, zmíněno prostorové rozložení elektromagnetického pole vycházejícího ze zdrojů. Jde o rovnoměrné rozložení, gaussovské rozložení nebo jiné? 10. Str. 21, 2. odst., 6. řádek: Termínem bodový zdroj v této dvojdimenzionální úloze je míněn zdroj válcové vlny? 11. Str. 23, 4. odst., 2. řádek: Není zde jasné, co se myslí pojmem „rovný vlnovod“. To má za následek, že není úplně zřejmé, jak byly získány hodnoty toku energie odražené vlny zmíněné v dalším textu. 12. Str. 30, 2. odst., 4. řádek: Není zřejmé, co se myslí vyjádřením „tato hodnota se více blíží realitě.“ Jde zde o nějakou zkušenost, analytický výpočet nebo experiment? 17. Str. 35, odkazy [2] a [13]: U odkazů na internetové stránky je třeba zmínit datum, kdy tyto stránky byly v podobě, kterou zhlédl autor.

eVSKP id 29967