dr hab. inż. Włodzimierz Salejda, prof. nadzw. Wrocław, 16.02.2014 Instytut Fizyki Politechnika Wrocławska Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-350 Wrocław tel. +48 71 320 20 20, fax: +48 71 328 36 96 e-mail: wlodzimierz.salejda@pwr.wroc.pl Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Rafała Kowerdzieja pod tytułem Liquid crystal matematerials transducers with tunable parameters in GHz and THZ frequency range I. Wprowadzenie Oddziaływanie światła z materią to wciąż nieustający przedmiot badań podstawowych o doniosłym znaczeniu aplikacyjnym. Potwierdzeniem są m.in. aktualnie prowadzone badania dotyczące właściwości metamateriałów elektromagnetycznych, plazmoniki metamateriałowej nowej interdyscyplinarnej dziedziny badań układów nanoskopowych oraz ciekłych kryształów. Metamateriały elektromagnetyczne to wytwarzane za pomocą nowoczesnych technologii, nie występujące naturalnie w przyrodzie, struktury kompozytowe wykazujące zjawisko ujemnego załamania światła, dzięki temu, że oddziałują rezonansowo z polem elektrycznym i magnetycznym fali elektromagnetycznej. Stwarza to nowe spektakularne możliwości zwiększenia zdolności rozdzielczej urządzeń optycznych, pokonania granicy dyfrakcyjnej oraz wytwarzania osłon niewidek. Ciekłe kryształy w fazie nematycznej wykazują w szerokim zakresie widmowym zjawisko dwójłomności oraz silne własności elektro-optyczne i nieliniowe. Badania dotyczące właściwości fizycznych mezo- i nanoskopowych struktur zawierających ciekłe kryształy i materiały elektromagnetyczne mające na celu pokazanie lub odkrycie ich możliwych zastosowań są ważną, aktualną i perspektywiczną dziedziną działalności naukowo-badawczej, do której należy zaliczyć przedstawioną mi do oceny rozprawę. Recenzowana rozprawa doktorska Pana mgr inż. Rafała Kowerdzieja została wykonana pod promotorską opieką dra hab. inż. Janusza Parki, prof. nadzw. z Instytutu Fizyki Technicznej (Zakład Fizyki i Technologii Kryształów) Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Rozprawa liczy 99 stron. Składa się z 11 rozdziałów i zawiera 91 odnośników literaturowych. Wśród nich znajduje się 7 pozycji współautorskich Doktoranta opublikowanych w latach 2011-2013, z których wszystkie to publikacje w czasopismach z listy filadelfijskiej, przy czym cztery w Liquid Crystals jedna w Molecular Crystals and Liquid Crystals i dwie w Applied Physics Letters. Należy dodać, że w sześciu z wymienionych Doktorant jest pierwszym autorem. 1
Pozycje literaturowe 17., 18., 22. i 23., były cytowane dwukrotnie, a pozycja 87. trzykrotnie. Doktorant prezentował wyniki swoich prac na 7 międzynarodowych konferencjach naukowych w postaci referatów (oral talks) oraz 10 plakatów (posters). Praca doktorska ma charakter doświadczalny, ponieważ prezentuje rezultaty wykonanych eksperymentów komputerowych przedstawionych w rozdziale 5. oraz wyniki przeprowadzonych doświadczeń i pomiarów zaprezentowanych w rozdziale 6. wykonanych za pomocą zaawansowanych i efektywnych metod symulacji Inna refleksja: Badania interdyscyplinarne są ważne i modne. Równie interesujące z punktu widzenia teoretycznego i aplikacyjnego są prace dotyczące układów, struktur fizycznych, w których poszukuje się nowych funkcjonalności, nowych urządzeń wykorzystując w jednym układzie różne właściwości. Tak jest w przypadku tej pracy: Połączenie właściwości elektromagnetycznych metamateriałów z nematycznymi ciekłymi kryształami o wysokiej dwójłomności stanowi cenne, wartościowe pole do badań podstawowych, naukowych badań o wysokim charakterze aplikacyjnym, stwarzającym potencjalne możliwości aplikacyjne, zastosowań praktycznych o charakterze oraz inżynierskich. II. Informacje o zawartości dysertacji W rozdziale pierwszym na stronach od 5. do 20. doktorant przedstawia główne wyniki podstawowych prac teoretycznych Wiktora Wiesielago i Johna Pendry oraz pionierskich prac potwierdzających doświadczalnie przewidywania teoretyczne, tj. istnienie elektromagnetycznych metamateriałów. Na stronach od 21. do 24. rozdziału 2., zamieszczono przegląd doniesień literaturowych dotyczących przestrajalnych elektromagnetycznych metamateriałów zwykorzystaniem dodatkowych inkluzji lub struktur takich, jak ciekłe kryształy, ferryty, waraktorów diod pojemnościowych, kondensatorów, nadprzewodników, mikro-elektromechanicznych układów (tzw. MEMS) i przestrajalnych struktur. Trzeci jednostronicowy rozdział rozprawy określa na stronie 25. bardzo krótko jej główne cele, którymi są: projektowanie, konstruowanie, testowanie także przy użyciu symulacji komputerowych właściwości nowych metamateriałowych ciekłokrystalicznych przestrajalnych przełączników działających w zakresie giga- i terahercowych częstotliwości widma elektromagnetycznego, zbadanie funkcjonalności metamateriałowych ciekłokrystalicznych przestrajalnych przełączników konstruowanych z wykorzystaniem ciekłych kryształów zsyntezowanych w laboratoriach Wojskowej Akademii Technicznej. 2
Na stronach 26-28, stanowiących rozdział 4. Doktorant przedstawia właściwości nematycznych ciekłych kryształów zsyntezowanych w laboratoriach Instytutu Chemii Wojskowej Akademii Technicznej dotyczących dwójłomności oraz absorpcji energii fal elektromagnetycznych w zakresie giga- i terahercowych częstotliwości widma elektromagnetycznego. W rozdziale 5. na stronach od 29. do 52. zamieszczone zostały po raz pierwszy w dysertacji oryginalne wyniki otrzymane z wykorzystaniem symulacji komputerowych. Na wstępie Doktorant przedstawia krótko Quick Wave zaawansowane i wysoce efektywne środowisko przeznaczone do numerycznego analizowania i projektowania urządzeń i układów elektromagnetycznych oraz fotonicznych. Oprogramowanie to bazuje na metodzie elementów skończonych oraz FDTD i pozwala m.in. obliczać wyrazy macierzy rozpraszania niezbędne do wyznaczania tzw. efektywnych współczynników załamania analizowanych struktur z elektromagnetycznymi metamateriałami. W następnych podrozdziałach znajdują się oryginalne wyniki wykonanych symulacji komputerowych dotyczących: właściwości przestrajalnej w zakresie GHZ trójwarstwowej komórki przełącznika o rozmiarach kilku milimetrów zawierającej omega-kształtne metalowe elektromagnetyczne metamateriały umieszczone w ciekłym modelowym nematyku otoczone teflonowymi warstwami; zaprezentowane w rozdziale 5.3 wyniki pochodzą z publikacji zamieszczonej pod numerem 17. spisu literatury, której pierwszym autorem jest Doktorant; wpływu anizotropii nematyków K15 i BL006 na właściwości zaprojektowanej komórki przestrajalnego przełącznika na zakres GHz; zaprezentowane w rozdziale 5.4 wyniki pochodzą z publikacji zamieszczonej pod numerem 18. spisu literatury, której pierwszym autorem jest ponownie Doktorant; właściwości przestrajalnej w zakresie THZ komórki przełącznika o rozmiarach od kilkudziesięciu do 100 mikrometrów zawierającej podwójne kwadratowe rozcięte rezonatory zagnieżdżone jeden w drugim o rozmiarach 40 na 40 mikronów i szerokości 5 mikronów ścieżek metalowych umieszczonych w ciekłym nematyku otoczonym kwarcowymi płytkami z naniesionymi na nich cienkimi pasmami ITO grającymi rolę elektrod generujących In-Plane Switching (IPS) efekt; zaprezentowane w rozdziale 5.5 wyniki pochodzą z publikacji zamieszczonej pod numerem 22. spisu literatury, której współautorem jest Doktorant; właściwości przestrajalnej w zakresie THZ komórki przełącznika o rozmiarach od kilkudziesięciu do 100 mikrometrów zawierającej omega-kształtne metalowe elektromagnetyczne metamateriały umieszczone w ciekłym nematyku o symbolu 1825, charakteryzującym się dużą dwójłomnością, otoczone warstwami kwarcu, których reorientacje przestrzenną uzyskuje się za pomocą efektu IPS; zaprezentowane w rozdziale 5.63 wyniki pochodzą z publikacji zamieszczonej pod numerem 23. spisu literatury, której pierwszym autorem jest Doktorant. Rozdział 5 zamyka zwięzłe podsumowanie. W kolejnym 6. rozdziale Doktorant szczegółowo charakteryzuje metodę rezonansową SPDR (podrozdział 6.1.), stanowisko pomiarowe (rozdział 6.2.) i procedury technologiczne (podrozdział 6.3.) zastosowane do otrzymywania badanych układów. Przedstawia 3
(podrozdziały: 6.4. i 6.5.) oryginalne wyniki przeprowadzonych, w obszarze GHz i THz częstotliwości, pomiarów parametrów optycznych i dielektrycznych związanych z właściwościami przestrajalności struktur zawierających nematyki o dużej dwójłomności. Rozdział ten kończy prezentacja właściwości zaprojektowanej i wytworzonej laboratoryjnie prototypowej struktury przestrajalnego przełącznika wykorzystującego jednocześnie unikalne właściwości elektromagnetycznych metamateriałów i nematycznej fazy ciekłych kryształów. Ostatnie trzy podrozdziały rozdziału 6. są zwięzłą prezentacją wyników opublikowanych w 3 pracach, zamieszczonych w pozycjach 85-87 spisu literatury, których Doktorant jest pierwszym autorem. W następnym 7. rozdziale przedstawione zostały wyniki pomiarów wykonanych na stanowisku THz-TDS Instytutu Optoelektroniki WAT opisanym w podrozdziale 6.2. dotyczących właściwości wybranych i będących w dyspozycji Doktorant otrzymanych przy użyciu procedur technologicznych scharakteryzowanych w podrozdziale 6.3. mikrostruktur metamateriałowych o różnej geometrii jej elementów bez lub z inkluzjami ciekłokrystalicznymi. Na wstępie Autor rozprawy przedstawia na rys. 41., 42., i 46. geometrię mikroelementów metamateriałowych a na wykresach 44. i 47. ich rezonanse przy dwóch konfiguracjach przestrzennych mikrostruktur metamateriałowych względem płaszczyzny drgań pola elektrycznego spolaryzowanej fali elektromagnetycznej. Podrozdział 7.1. zawiera wyniki badań zaprojektowanych, oryginalnie wytworzonych prototypów (rys. 48.) przestrajalnych przełączników zbudowanych z elementów funkcjonalnych, którymi są mikrostruktury metamateriałowe i nematyczne ciekłe kryształy. Na rys. 48., 49. i 52. Doktorant zaprezentował właściwości rezonansowe badanych prototypowych przestrajalnych przełączników. Rozdział 8. jest poświęcony rozważaniom dotyczącym możliwych zastosowań elektromagnetycznych metamateriałów. W rozdziale 9. Doktorant podsumowuje najważniejsze wyniki dysertacji. Listy opublikowanych współautorskich prac Autora rozprawy, wystąpień/plakatów konferencyjnych i spis cytowanych pozycji literaturowych, zamieszczone są, odpowiednio, w rozdziale 10. i 11. III. Redakcja, układ pracy doktorskiej Dysertacja została napisana w języku angielskim. Strona stylistyczna i użyta anglojęzyczna specjalistyczna terminologia jest poprawna, choć zostały silnie zdeterminowane tekstami opublikowanych prac. Tym niemniej, ze względu na rozwijane badania dotyczące akustycznych metamateriałów, w pracy winna znaleźć się choćby raz sformułowana uwaga, że pod pojęciem metamateriałów rozumiane są elektromagnetyczne metamateriały. Układ rozdziałów dysertacji mógłby być inny, bardziej konsekwentny i logiczny, co pozytywnie wpłynęłoby na jej odbiór i poprawiłoby satysfakcję przy jej lekturze. Jako niewłaściwe i niefortunne uważam zamieszczenie pod koniec pracy w rozdziale 8. rozważań związanych z potencjalnymi zastosowaniami metamateriałów. Ten rozdział idealnie nadaje się do umieszczenia w części wstępnej. 4
W tym kontekście niekorzystne wrażenia wywołują zamieszczone w tekście fragmenty będące raczej ogólnym wprowadzeniem/komentarzem, sprawiające wrażenie bezpośrednio zaczerpniętych zdań z opublikowanych artykułów naukowych. Przykładem służą: o pierwszy akapit, na który składają się dwa zdania z rozdziału 5., o dwa pierwsze akapity ze strony 38, o drugi i trzeci akapit ze strony 42. W mojej ocenie ww. fragmenty tekstu są w lekkim dysonansie i nie tworzą logicznego ciągu z akapitami zamieszczonymi bezpośrednio przed lub za nimi. Cele pracy zostały również zbyt zdawkowo i mało dobitnie sformułowane w zwartej postaci. Są określone na kilku stronach pracy, np. na stronie 25 i potem m.in. na stronie 27. Ponownie widoczny jest wpływ opublikowanych prac na redakcję dysertacji. Podobne wrażenia i uwagi mam w stosunku do głównych tez rozprawy. Podstawowe pozycje literaturowe dotyczące właściwości elektromagnetycznych metamateriałów są cytowane bardzo skromnie. W spisie literatury znalazłem 4 takie pozycje, którymi są: 1. G.V. Eleftheriades, K.G. Balmain, Eds.,; Negative-refraction metamaterials. Fundamentals Principle and Applications, IEEE Press 2005; 2. pozycja w spisie literatury. 2. N. Engheta, R.W. Ziolkowski, Eds., Metamaterials. Physics and Engineering Explorations, IEEE Press 2006; 1. pozycja w spisie literatury 3. Ch. Caloz, T. Itoh, Electromagnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Applications, Wiley and Sons, New York 2006; 24. pozycja w spisie literatury. 4. F. Capolino Ed., Metamaterials Handbook. Theory and Phenomena of Metamaterials, Part I and II, CRC Press, 2008; 8. pozycja w spisie literatury. Brakuje mi w pracy cytowań publikacji książkowych, chociażby jednej z niżej wymienionych: 1. A. K. Sarychev, V.M Shalaev, Electrodynamics of Metamaterials, World Scientific Publishing Co., Singapore 2007. 2. C.M. Krowne, Y. Zhang, Eds., Physics of Negative Refraction and Negative Index Materials, Springer-Verlag, Berlin 2007 3. R. Marques, F. Martin, M. Sorolla, Metamaterials with Negative Parameters. Theory, Design, and Microwave Applications, A John Wiley & Sons, Wiley- Interscience, Hoboken 2008. 4. P. Markos, C.M. Soukoulis, Wave Propagation. From Electrons to Photonic Crystals and Left-Handed Materials, Princeton University Press, Princeton 2008. 5. S.A. Ramakrishna, T.M. Grzegorczyk, Physics and Applications of Negative Refractive Index Materials, SPIE Press and CRC Press 2009. 6. T.J. Cui, D.R. Smith, R. Liu, Eds., Metamaterials. Theory, Design and Applications, Springer-Verlag, Berlin 2009. 7. L. Solymar, E. Shamonina, Waves in Metamaterials, Oxford University Press, Oxford 2009. 5
8. W. Cui, V. Shalaev, Optical Metamaterials, Springer-Verlag, Berlin 2010. 9. B. Banerjee, An Introduction to Metamaterials and Waves in Composities, CRC Press 2011. 10. Tutorials in Metamaterials, M.V. Noginov, V.A. Podolskiy, CRC Press 2012. W rozdziale 8., przy dyskusji zagadnień dotyczących ewentualnych aplikacji metamateriałów ograniczono się do wymienienia zastosowań, które nie zostały wsparte stosownymi cytowaniami pozycji literatury źródłowej. Poniżej zamieszczam listę drobnych uwag związanych z redakcją pracy. 1. Doktorant zamiennie używa łącznika jako myślnika. 2. Na rys. 3. na stronie 11. symbol graficzny dotyczący odległości a jest niepoprawnie umieszczona w stosunku do pionowych drutów. 3. Symbole wszystkich wielkości fizycznych, których wartości nie są stałymi, powinny być zredagowane kursywą. 4. Widoczny na stronie 35. obok rys. 11. układ współrzędnych sprawia wrażenie bycia lewoskrętnym. 5. Na stronie 40. pierwsze zdanie ostatniego akapitu zawiera wyraz wavelength zamiast frequency. 6. IV. Ocena merytoryczna w najważniejsze wyniki podstawowych prac dotyczących wywody zaczerpnięte z oryginalnych prac Wiktora Wiesielago, Johna Pendry O celu i tezach pracy Praca dotyczy bardzo atrakcyjnych i nowoczesnych obiektów transmisji optycznej, jakimi są światłowody mikrostrukturalne, a dokładnie pomiarami ich rzeczywistych podstawowych parametrów propagacyjno-transmisyjnych. Praca ta jest kolejnym etapem badań dwójłomnych własności światłowodów, stanowiących podstawowy obiekt badawczy szkoły naukowej Profesora Urbańczyka. Celem pracy było opracowanie metod i przeprowadzenie pomiarów fazowej i grupowej dwójłomności modowej w światłowodach fotonicznych typu index guided oraz w światłowodach z fotoniczną przerwą wzbronioną typu PBG (Photonic Band Gap), pod kątem ich przydatności w zastosowaniach czujnikowych. Tezę pracy, choć nie wymienioną explicite, można wyłuskać z rozdziału 2.1.5 i z rozdziału końcowego dysertacji i daje się ogólnie sformułować stwierdzeniem: Szereg nowych unikatowych własności światłowodów fotonicznych, dotyczących przede wszystkim dwójłomności, która może być o rząd większa w porównaniu do włókien standardowych, czyni je szczególnie przydatnymi do zastosowań sensometrycznych. 6
O zawartości pracy Rozdział 1. Wprowadzenie, stanowi stan i genezę tematyki, formułuje przedmiot i cel dysertacji. Rozdział ten w sposób konkretny i kompetentny opisuje zawartość dysertacji. W tym rozdziale Autorka przedstawiła obszerny przegląd włókien światłowodowych, głównie pod katem ich podstawowego parametru - dwójłomności. Zaczyna od klasycznych włókien światłowodowych, analizując w nich podstawowe parametry dwójłomność fazową, drogę dudnień. Taką sama analizę przedstawiono w części dotyczącej światłowodów fotonicznych. Dwa podstawowe typy światłowodów fotonicznych są obiektami badań Doktorantki: typu index guide i z fotoniczną przerwą wzbronioną. Przedstawiono praktyczną interpretację parametrów światłowodów fotonicznych: znormalizowaną długość fali, znormalizowaną częstotliwość światłowodu fotonicznego. Jako istotny parametr propagacyjny światłowodów fotonicznych, który jest jednym z głównych obiektów badań i pomiarów w dysertacji wprowadzono pojęcie grupowej dwójłomności modowej i związanego z nią parametru polaryzacyjnej dyspersji modowej. Dokonano obszernego przeglądu literaturowego dotyczącego światłowodów fotonicznych. Wyróżniono istotna grupę fotonicznych światłowodów polaryzujących z szerokimi pasmami polaryzacji do 100nm. Istotną część wstępnej analizy poświęciła Doktorantka czujnikowym parametrom włókien fotonicznych. Analizując ich czułość na trzy podstawowe parametry ciśnienie, temperaturę i rozciąganie, dokonała pod tym kątem bardzo obszernego przeglądu literatury i można uznać, że przedstawiła stan wiedzy w tej nowej i szybko rozwijającej się dziedzinie. Dodatkowo opisano w tym rozdziale rolę światłowodów fotonicznych w nowatorskich zastosowaniach do budowy czujników gazów i cieczy. Ponadto opisano stan technologii zapisywania siatek Bragga w światłowodach fotonicznych. Rozdział ten jest obszerny, obejmuje około 30% dysertacji i stanowi bardzo solidną bazę literaturową i merytoryczną do części zasadniczej dysertacji. Rozdział 2, Pomiary fazowej i grupowej dwójłomności modowej w światłowodach fotonicznych, to naukowo najistotniejsza część dysertacji. Autorka postawiła sobie zadanie eksperymentalnej weryfikacji podstawowych parametrów decydujących o ich dwójłomności, to jest fazowej i grupowej dwójłomności modowej. Bazowała tu na kilku wcześniejszych pracach teoretycznych, również wykonanych w grupie Profesora Urbańczyka. Przebadała znaczącą grupę światłowodów fotonicznych, w większości projektowanych w grupie Profesora Urbańczyka (7 włókien, z czego 6 produkcji Uniwersytetu Marii Curie- Skłodowskiej i jedno firmy BlazePhotonics). Doktorantka opracowała oryginalne stanowiska pomiarowe do pomiaru dwójłomności fazowej metodą przesunięcia punktu przyłożenia siły, bazującej na zmodyfikowanym pomiarze drogi dudnień światłowodu. Do oryginalnych osiągnięć również zaliczam dwa układy do pomiaru dwójłomności grupowej. W pierwszej metodzie Pani Statkiewicz zastosowała jako źródło diodę superluminescencyjną w paśmie 1552-1570nm z selekcjonującą siatka dyfrakcyjną. Ten układ pozwalał na pomiar grupowej dwójłomności światłowodu dla jego kilku modów wyższego rzędu. Drugi układ to prostszy układ analizujący transmisje promieniowania szerokopasmowego (z tej samej superluminescencyjnej diody ASE) w analizatorze widma po przejściu światła szerokopasmowego widma spolaryzowanego przez badany odcinek światłowodu dwójłomnego. Opracowanie tych stanowisk badawczych uważam za znaczące osiągnięcie koncepcyjno-konstrukcyjne Doktorantki. Rozdział ten ponadto zawiera obszerne wyniki pomiarów wszystkich światłowodów fotonicznych, jakimi dysponowała Doktorantka. Porównała Swoje wyniki eksperymentalne z obliczeniami uzyskanymi wcześniej przez kolegów, są w niezłej zgodności. Wyniki te 7
potwierdzają, że dwójłomność fazowa w światłowodach fotonicznych jest o rząd większa, a zatem potwierdza ich szczególną przydatność do zastosowań czujnikowych. Podobne procedury pomiarowe zastosowano do światłowodów z fotoniczną przerwą wzbronioną. Rozdział 3, Pomiar czułość na czynniki zewnętrzne we włóknach fotonicznych typu indem guided i z fotoniczną przerwą wzbronioną, to wyniki badań światłowodów na wpływ temperatury, ciśnienia i rozciągania. Ta część stanowi encyklopedię danych badanych światłowodów i może być wykorzystana do budowy unikatowych czujników na światłowodach fotonicznych. Rozdział 4., Włókna polaryzujące, poświęcony jest polaryzującym światłowodom fotonicznym. Trzy typy włókien zaprojektowane we Wrocławiu i wykonane w Lublinie, Doktorantka poddała badaniom tłumienności ortogonalnych polaryzacji w funkcji długości fali. Uzyskane straty polaryzacyjne 20-30dB (różnica w tłumienności miedzy ortogonalnymi polaryzacjami) w paśmie telekomunikacyjnym 1550nm, bardzo dobrze wróżą rozwojowi fotonicznych światłowodów polaryzujących. Rozdział 5, Pomiary czułości na czynniki zewnętrzne siatek Bragga zapisanych w standardowych włóknach dwójłomnych i fotonicznych typu index guide, Autorka poświęciła badaniom przestrajania pasma przepuszczania siatek Bragga w różnych typach światłowodów (w tym fotonicznych) pod wpływem temperatury, ciśnienia i rozciągania. O charakterze rozprawa Rozprawa doktorska Pani Gabrieli Statkiewicz ma charakter doświadczalny, a dokładnie dotyczy metrologii optycznej. Autorka zbudowała kilka oryginalnych stanowisk badawczych na potrzeby badań światłowodów fotonicznych, a następnie konsekwentnie prowadziła badania według założonych kryteriów. O analizie źródeł Ze względu na fakt, że dziedzina rozwija się dynamicznie, a grupa Profesora Urbańczyka stara się nadążać za nowymi trendami w technice światłowodów fotonicznych i sama ma wiele oryginalnych osiągnięć na tym polu, Doktorantka przedstawiła w dysertacji pełny światowy obraz dziedziny. Czy Autorka rozwiązała postawione zagadnienie, czy użyła właściwej do tego metody i czy przyjęte założenia są uzasadnione? Tak, Autorka rozwiązała postawione zadanie w pełni. Zaproponowała i wykonała obszerny cykl badawczy podstawowych parametrów światłowodów fotonicznych oraz zweryfikowała eksperymentalnie wcześniej obliczone parametry dotyczące dwójłomności tych światłowodów. Na czym polega oryginalność rozprawy, co stanowi samodzielność i oryginalny dorobek Autorki, jaka jest pozycja rozprawy w stosunku do stanu wiedzy czy poziomu techniki reprezentowanych przez literaturę światową? Oryginalność rozprawy polega na: - Koncepcji i realizacji budowy stanowisk badawczych do pomiaru fundamentalnych parametrów światłowodów fotonicznych: 1. adaptacja metody bocznego nacisku do pomiaru dwójłomności, 2. stanowiska do badania dwójłomności metodą odcięcia 8
3. metoda identyfikacji znaku dwójłomności. - Autorka pokazała doświadczalnie, że przez stosowne zaprojektowanie światłowodu fotonicznego, można kontrolować dwójłomność i uzyskiwać jej wartość o rząd większą niż w klasycznych światłowodach dwójłomnych. Ponadto można kontrolować dyspersję dwójłomności i jej znak. - Fakt, ze Doktorantka Swoje wyniki opublikowała w siedmiu czasopismach z listy filadelfijskiej jest najlepszym dowodem na to, że wyniki te świetnie wkomponowują się w poziom światowy dziedziny. - Chciałbym również podkreślić wyraźny talent Doktorantki do tego typu pracy, wymagającej ogromnej cierpliwości, systematyczności, zamiłowania do ładnego eksperymentu i dużej wiedzy ogólnej. O stronie edytorskiej rozprawy Autorka wykazała umiejętność poprawnego i przekonywującego przedstawiania uzyskanych przez siebie wyników jeśli idzie o zwięzłość, jasność, poprawność redakcyjną rozprawy. Dysertację czyta się dobrze. O słabych stronach rozprawy Oto kilka uwag krytycznych, które chciałbym wyeksponować, a które nasunęły mi się w trakcie czytania dysertacji. Uwagi ogólne: 1. Autorka nie wyeksponowała tezy pracy we Wprowadzeniu. To trudne czasem zadanie, zwłaszcza w pracach eksperymentalnych, ale zmuszanie doktoranta do pewnego lapidarnego sformułowania istoty jego badań i ich konfrontacji z uzyskanymi wynikami jest w moim przekonaniu zupełnie uzasadnione. 2. Zabrakło mi obszerniejszego, choćby skondensowanego wstępu teoretycznego dotyczącego światłowodów fotonicznych, powiązanego z parametrami mierzonymi przez Autorkę. 3. Część pierwsza dysertacji, stanowiąca przegląd literatury, mogła być nieco zmodyfikowana. Jest tam zbyt dużo opisów, które mogły być skompresowane i uzupełnione ilustracjami. 4. Praca ma charakter metrologiczny. Autorka często podaje dokładności pomiaru. Zabrakło mi natomiast elementarnej analizy metrologicznej uzasadniającej, skąd te dokładności pomiarów się wzięły i jak zostały oszacowane. Uwagi szczegółowe wypunktowane w kolejności czytania dysertacji: 1. Nie jest dla mnie jasna interpretacja tensora rozkładu współczynnika załamania w równaniu (1.13), zwłaszcza w kontekście opisu geometrii włókna i układu współrzędnych. 2. Wydaje mi się, że stosowanie droga dudnień zamiast droga zdudnień byłoby poprawniejszym sformułowaniem. 3. Nie jest dla mnie jasna rola kwarcowej linii opóźniającej na rys 2.4, której grubość Autorka dobierała odpowiednio, by kompensować opóźnienie grupowe wprowadzane przez badane włókno. Nie jest dla mnie jasne czym w tym przypadku jest opóźnienie grupowe. 4. str. 49 jest na podstawie wzoru (2.6), powinno być na podstawie wzoru (2.3) 5. Rys.2.13 użyto na rysunku innej notacji modu niż w opisie. 6. OSA (Optical Spectrum Analiser) to po polsku - optyczny analizator widma, a nie analizator spektrum. Powyższe uwagi w żadnej mierze nie obniżają mojej wysokiej oceny dysertacji. Uważam, że rozprawa doktorska Pani Statkiewicz jest pracą przede wszystkim bardzo użyteczną i stanowi 9
solidną bazę do dalszych analiz światłowodów fotonicznychj, zwłaszcza tych, które mają być stosowane w sensometrii. Podsumowując zatem stwierdzam, że praca doktorska Pani mgr inż Gabrieli Statkiewicz- Barabach w pełni spełnia warunki stawiane pracom doktorskim przez Ustawę o Tytule Naukowym i Stopniach Naukowych i stawiam wniosek o dopuszczenie jej do publicznej obrony. 10