Coupled surface plasmon structures and applications
Çiftlenmiş yüzey plazmon yapıları ve uygulamaları
- Tez No: 246707
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA, YRD. DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yüzey Plazmonları, Izgaralı Kuplaj, Optik Diskler, Filtre, Prizmalı Kuplaj, MYM Dalgakılavuzu, Mod Ayrışımı, Plazmonik Kuvvet, Surface Plasmons, Grating Coupling, Optical Disks, Filter, PrismCoupling, MIM Waveguide, Mode Splitting, Plasmonic Force
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Yüzey plazmon yapıları kendilerine has karakteristik özelliklerinden ötürü sonyıllarda fizik ve mühendislik dalında her gün daha fazla ilgi toplayan bir konuoldu. Bu tezde biz, öncelikle ızgaralı kuplaj metoduyla yüzey plazmonlarınınuyarılması, bu plazmon yapılarının da sensör ve filtre uygulamaları olarakkullanılışı üzerine yaptığımız çalışmaları sununuyoruz. Izgaralı kuplaj metodundabaşlangıç malzemeleri olarak optik diskleri kullandık. Bu disklerin yüzeyyapılarını basit fiziksel ve kimyasal metodlarla modifiye ettik. Sonrasında buyüzeylere yeterli miktarda metal kaplamak suretiyle keskin rezonans figürlerielde ettik. Izgaralı kuplaj yönteminde spektrum hem ızgara periyoduna hem deelektromanyetik dalganın geliş açısına bağlı olduğu için dalgaboyu olarak 260nm'den 2.7 um'ye kadar uzanan geniş bir yelpazede çeşitli rezonanslar yakalayabildik.Hemen akla gelebilecek bir uygulama olarak da ürettiğimiz bu yapılarısulu ortamda kırılma indisi ölçümü uygulamalarında kullandık.Ayrıca, bu tezde optik diskleri kullanarak yaptığımız yüzey plazmon uyarımıüzerine çalışan bir geçirim filtresi de gösteriyoruz. Bu filtreden aldığımızölçümlerde oldukça keskin geçirim spektrumları elde ettik, öyle ki 100'e kadarvaran kalite faktörlerine ulaşabildik. Böylece dalgaboyu ve polarizasyona bağlıolarak değişkenlik göstererek çalışan bir optik filtre uygulamasını ortaya koymuşolduk. Bu geçirim spektrumumuz görünür dalgaboylarından yakın kızılötesidalgaboylarına kadar uzanmaktadır. İstediğimiz dalgaboyunu geliş açısınıdeğiştirerek ayarlayabiliriz. Nümerik hesaplarımız da yaptığımız ölçümlerimizlegayet uyumlu sonuçlar vermektedir. Bu çalışmamızın ileride kullan-at tarzındafiltre ya da polarizör benzeri optik öğeler olabileceğini göstermesi açısından önemarz ettiğini düsünüyoruz.Asıl iş olarak ızgaralı plazmon yapılar üzerine çalışmamıza rağmen, bir yandanda prizmalı kuplaj metodundan başlayarak metal yalıtkan metal (MYM)dalgakılavuzu yapılarının elektromanyetik olarak incelenmesi üzerine minörçalışmalar yaptık. Bu çalışmalarımızda iki metalli plazmonik sistemlerin spektrumolarak tek metalli normal sistemlerden farkını inceledik ve sonuç olarakspektrumda ciddi bir ayrışma gözlemledik. Bu ayrışma sonucu oluşan farklı modlarında farklı elektrik alan dağılımlarını yansıttığını FDTD metoduyla gösterdik.Bu dağılımlara dayanarak da metal yüzeyler arasında bir plazmonik kuvvetöngördük.
Özet (Çeviri)
Surface plasmons have attracted great interests during past decades due to theirunique physical properties. In this thesis, we study grating-coupled surface plasmonsfor sensing and filtering applications. We first present simple physicaland chemical procedures that allow tuning and modification of the topographyof gratings present in optical storage discs into geometries optimal for gratingcoupled plasmon resonance excitation. After proper metal coating, the tunedsurfaces exhibit sharp plasmon resonances that can be excited at wavelengthsranging from 260 nm to over 2.7 ?m with relatively high quality factors. Asan immediate exemplary application, use of such optimized gratings in aqueousmedium for refractive index measurement is demonstrated.We also report another plasmonic component based on a pair of surfaces displayinggrating coupled plasmon enhanced transmission. We observe high qualityfactor transmission peaks as high as 100 through our plasmonic filter based ongratings obtained directly from optical storage disks. Wavelength and polarizationdependent transmission is also demonstrated in the visible and infraredportions of the spectrum. The resonance wavelength of this filter can be tunedby simply changing the angle of incidence. Numerical calculations agree wellwith measurements. Our work can open up directions toward disposable opticalcomponents such as filters and polarizers.Morever, we investigate plasmonic force between two coupled metallic layers.We observe the mode splitting due to coupling between plasmonic surfaces byusing finite difference time domain simulations.
Benzer Tezler
- Plasmonic band gap cavities
Plazmon bant aralığı kovukları
AŞKIN KOCABAŞ
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
- Dynamics of optical soliton and surface plasmon in dielectric-metal and dielectric-metal-dielectric interfaces
Dielektrik-metal and dielektrik-metal-dielektrik arayüzlerde optik soliton ve yüzey plazmonlarının dinamiği
GÜNEŞ AYDINDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KAAN GÜVEN
- Electrochemical switchable plasmonic surfaces
Elektrokimaysal olarak değiştirilebilen plazmonik yüzeyler
NİHAT SERKAN KARAYALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMüzik Bilimleri Bölümü
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
- Coupled plasmonic structures for sensing, energy and spectroscopy applications
Eşlenmiş plazmonik yapıların sensör, enerji ve spektroskopi uygulamaları
SENCER AYAS
Doktora
İngilizce
2015
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
- Surface plasmon enhanced optical forces in nanostructures and waveguides
Yüzey plazmon ile kuvvetlendirilmiş nanoyapılarda ve dalga kılavuzlarında optik kuvvet
AYBİKE URAL YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KAAN GÜVEN