HAVELKA, T. Zobrazování orientace fluorescenčních dipólů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.

Posudek vedoucího

Bouchal, Petr

Diplomová práce se zabývá metodou orientačního zobrazování, dříve vyvinutou na Ústavu fyzikálního inženýrství. Student rozšiřuje původní experimenty zaměřené na plazmonické nanočástice do fluorescenční oblasti a testuje možnosti měření orientace fluorescenčních dipólů. V úvodní části práce student provedl rešerši tradičních metod orientačního zobrazování a poukázal na jejich omezení, zejména nutnost polarizačního skenování nebo vznik dvojznačností při určování orientace. Tyto nedostatky práce řeší využitím q-destičky, která kóduje 3D orientaci dipólového zdroje do tvarově unikátních obrazových stop. Těžiště práce spočívá v teoretickém popisu zobrazovací metody a numerickém vyhodnocení získaných výsledků. Hlavní závěry jsou nicméně podpořeny také experimentálním ověřením za použití různých typů vzorků. Přínosem práce je především ucelený popis zobrazovacího procesu, který umožňuje studovat rozložení elektrické intenzity světelného pole v různých fázích zobrazení. Díky tomu lze analyzovat limity měření v závislosti na numerické apertuře mikroskopových objektivů a míře rozostření. Oceňuji zdařilou grafickou stránku práce, zejména vizualizaci prostorově proměnných polarizací v kombinaci s intenzitou elektrického pole. Student pracoval se zájmem a pravidelně konzultoval dosažené výsledky. Díky tomu je finální podoba práce na velmi dobré úrovni. Jistý prostor pro další rozvoj studenta však vnímám v oblasti psaného projevu a vlastní interpretace dosažených výsledků. Všechny cíle diplomové práce byly splněny a práci hodnotím známkou A.

Posudek oponenta

Schovánek, Petr

Padesátistránková diplomová práce Tomáše Havelky se zabývá návrhem a testováním experimentálního systému pro jednosnímkové 3D orientační zobrazování fluorescenčních dipólů. Představený systém využívá interferenční kódování vektorového fluorescenčního záření do specifické intenzitní stopy pomocí spin-orbitální konverze. Tvar této stopy nese informaci o směru dipólové orientace, a umožňuje tak jednosnímkovou rekonstrukci prostorové orientace fluorescenčního dipólu. Práce je uspořádána do tří celků. V první rešeršní části jsou popsány základní vlastnosti dipólových fluorescenčních zářičů a jsou shrnuty dosavadní diagnostické zobrazovací metody publikované v odborné literatuře. Druhá a třetí kapitola shrnují vlastní výsledky diplomanta. Tyto výsledky navazují na projekty orientačního zobrazování povrchových plazmonů realizovaných na VUT v Brně. Ve druhé kapitole je podrobně popsán teoretický model vírového fluorescenčního zobrazování. Fyzikální model vychází z analytického popisu dipólového zářiče v dalekém poli, jeho transformace do superpozice kruhových a vírových svazků při spin-orbitální transformaci světla q-destičkou a záznam intenzitní stopy pomocí modifikovaného mikroskopického systému. Ve třetí kapitole je představeno a popsáno experimentální uspořádání, které ověřuje teoretický model a numerické simulace z něj vycházející. Diskutována je justáž experimentu a kontrola polarizace osvětlení, jež je zásadní pro správné vybuzení fluorescenčního dipólového momentu. Zobrazení bodových defektů ve struktuře hexagonálního nitridu boru a perovskitových nanotyčinek demonstruje praktické využití rozvíjené zobrazovací metody. Práce je psána na velmi dobré jazykové úrovni, stylisticky působí kompaktně a je logicky uspořádaná. Text je téměř bez jazykových chyb, což přispívá k dobré srozumitelnosti odborného obsahu. Všechny stanovené cíle diplomové práce byly splněny. U obrázků uvedených v první kapitole doporučuji doplnit konkrétní zdroje, ze kterých byly převzaty nebo podle nichž byly upraveny. V experimentální části bych ocenil podrobnější interpretaci zaznamenaných intenzitních stop, zejména s ohledem na jejich odchylky od očekávané dvoulaločnaté struktury odpovídající dipólu orientovanému v rovině kolmé na optickou osu. Přínosem by bylo také rozšíření experimentu o kvantitativní stanovení přesnosti měření, zejména pokud jde o určení úhlové orientace perovskitové částice. To by šlo například pomocí řízeného otáčení vzorku, díky čemuž by se dala ověřit přesnost metody a kvantifikovat její rozlišovací schopnost. Celkově práci hodnotím jako povedenou a přínosnou jak z hlediska teoretického, tak praktického, s potenciálem pro aplikace v biofyzice a anizotropní fluorescenční mikroskopii. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou: výborně (A).

eVSKP id 166165