Optická odrazivost periodických struktur
| Thesis title in Czech: | Optická odrazivost periodických struktur |
|---|---|
| Thesis title in English: | Optical reflectivity of periodical structures |
| Key words: | Fourierova transformace.|Rozhraní indexu lomu.|Částečně uspořádané vrstvy.|Matice přenosu. |
| English key words: | Fourier transform.|Refractive index interface.|Quasi-ordered layers.|Transfer matrix. |
| Academic year of topic announcement: | 2022/2023 |
| Thesis type: | Bachelor's thesis |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Tomáš Ostatnický, Ph.D. |
| Author: | Bc. Kateřina Barotová - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 30.11.2022 |
| Date of assignment: | 01.12.2022 |
| Confirmed by Study dept. on: | 13.09.2023 |
| Date and time of defence: | 19.06.2024 09:00 |
| Date of electronic submission: | 09.05.2024 |
| Date of submission of printed version: | 09.05.2024 |
| Date of proceeded defence: | 19.06.2024 |
| Opponents: | RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. |
| Guidelines |
| Tématem bakalářské práce je teoretické studium odrazivosti světla periodických struktur v kůži zejména ještěrů, výsledky je ale možné aplikovat na mnohem širší třídu živočichů a jejich tkání (zejm. ptačí peří, duhovka oka). Je známo, že periodická distribuce indexu lomu uvnitř dielektrik vede k účinné odrazivosti takového materiálu, příp. k vysoké účinnosti difrakce. V porovnání s prostým zabarvením pigmenty dává tento jev vyniknout živým barvám např. ještěrů, pokud jejich kůže obsahuje vrstvy buněk s obsahem guaninových krystalků, uspořádaných do pravidelných vrstev.
Zatímco primární příčina vzniku intenzivního zabarvení kůže je dlouho známa, současný výzkum se zaměřuje na předpověď spektra odraženého záření a následně přiřazení odpovídajícího bodu v barevném prostoru zraku ještěra, a to na základě znalosti geometrické stavby kůže. K těmto předpovědím se nejčastěji využívají varianty vícevrstvého modelu [1], přičemž pro výpočet optické odezvy iridoforů (vrstevantých struktur) se standardně používá Fourierova transformace [2]. Uplatňují se i jiné modely založené např. na metodě efektivního média a vrstevnatých struktur [3], svoje uplatnění nachází i výpočty šíření světla se započtením jednoho odrazu (Bornova aproximace) [4]. Cílem bakalářské práce bude systematické porovnání vybraných modelů s přesným výpočtem odrazivosti částečně neuspořádaného jednorozměrného systému. Práce bude zaměřena zejména na předpovědi fourierovského modelu [2], Bornovy aproximace [4] a metody založené na efektivním médiu a snahou bude vymezit oblast platnosti předpovědí těchto modelů, ev. jejich alespoň dílčí optimalizace na základě získaných dat. Zkoumány budou tři jednorozměrné systémy: jednoduchá dielektrická vrstva, která umožní úvodní základní charakterizaci včetně plně analytických výpočtů, dále soustava přibližně periodicky uspořádaných dvojvrstev a nakonec přibližně periodická multivrstva složená ze struktur s uspořádáním na krátké vzdálenosti. |
| References |
| [1] G. F. Grether, G. R. Kolluru, K. Nersissian, Biol. Rev. 79, 583 (2004).
[2] R. O. Prum, R. H. Torres, J. Exp. Biol. 207, 2157 (2004). [3] S. V. Saenko, J. Teyssier, D. van der Marel, M. C. Milinkovitch, BMC Biol. 11, 105 (2013). [4] L. Maiwald et al., Opt. Express 26, 11352 (2018). |