Polymer/glass hollow-core photonic band gap fibers for infrared laser beam delivery
Fotonik bant yapılı kızılötesi lazer iletimi sağlayan polimer/kalkojen cam içi boş fiberler
- Tez No: 286324
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- 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: 110
Özet
Bu çalışmada lazer ışını kullanılarak yapılan cerrahi müdahaleler için fotonik yasak banda sahip polimerik (PBG) fiberler önerilmiştir. Günümüzde kullanılan konvansiyonel fiberler, lazer ışınını basit indis farkı ile iletmekte ve bu dalga kılavuzu yapısı ve malzeme özellikleri sebebiyle lazer operasyonlarında bazı kısıtlamalar getirmektedir. Bu kısıtlamalar lazer ışınının dalga boyunda, fiber esnekliğinde ve lazer gücünde gözlemlenmektedir. Diğer yandan fotonik bant yapılı fiberlerin iletim dalga boylarını sadece bir kaç üretim parametresini değiştirerek ayarlamak mümkün olmaktadır. Ayrıca, PBG fiberler içi boş olması sebebiyle malzeme kaynaklı ve doğrusal olmayan optik özelliklerden kaynaklanan güç kayıplarını önlemektedir.PBG fiber üretimi malzeme karakterizasyonu ve seçimiyle başlar fiber tasarımı, ince film kaplama, preform hazırlanması ve fiber çekimi ile devam etmektedir. Teorik çalışmalar ve malzeme özellikleri göz önüne alındığında CO2 lazer iletimi yapan PBG fiber üretimi için en uygun malzeme çiftinin As2Se3 ve PES olduğu gözlemlenmiştir. Bu amaçla, As2Se3 kaplı PES film rulo oluşturacak şekilde sarılmış ve ısıl işlem uygulanarak bütünleştirilmiştir. Termal yolla çekilen fiberlerin karakterizasyonu gösterdi ki, bu yolla üretilen fiberler ile 1 dB/m'nin altında kayıpla lazer ışını iletilebilmektedir. Ayrıca, 1.2 m uzunluğundaki bir fiberden 32 W gücünde lazer iletimi de gözlemlenmiştir.Fiber üretimi ve karakterizasyonundan sonra lazer-doku etkileşimleri incelenmiş ve CO2 lazer ışınının tümörlü dokular üzerinde ayırıcı bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Grubumuzda yapılan ölçümler tümörlü akciğer dokusunun CO2 lazer dalga boyundaki (10.6 ?m) soğurmasının sağlıklı dokuya göre daha yüksek olduğunu göstermiştir.Bu çalışma gösterdi ki PBG fiberler sadece CO2 lazerlerin değil , tıpta kullanılan diğer lazerler (Ho:YAG lazer gibi) için de geniş bir kullanım alanı vaad etmektedir. Yüksek güçlü lazer ışınının iletimi için üretilen PBG fiberler acısız, kanamasız ve çabuk iyileşme süresine sahip cerrahi müdahaleler için sunulan ümit vaad eden yapılardır.
Özet (Çeviri)
Photonic band gap fibers are proposed for the medical applications of laser light transmission into body. Conventional optical fibers guide light via total internal reflection. Due to light guiding mechanisms and materials they have limited frequency range, fiber flexibility and laser power. On the other hand, it is possible to scale operating wavelengths of PBG fibers just by changing a few parameters during fabrication process. Besides, hollow core of PBG fibers eliminates material absorptions and non-linearities during light guiding.PBG fiber production starts from material characterization; and selection; and continues with fiber design, thin film coating, preform preparation and fiber drawing. Studies on theoretical calculations and material properties have shown that best candidate materials for CO2 laser delivery are As2Se3 and poly-ethersulfone(PES). For this purpose, As2Se3 coated PES films are rolled to form a preform and consolidated before thermal drawing. Characterization of drawn fibers indicated that CO2 laser can be transmitted with loss levels of > 1 dB/mand 32 W output power is observed from a 1.2 m long fiber.After fabrication and characterization of PBG fibers, a prototype infrared laser system is built and tested on various applications. In our group laser tissue interactions are examined to see effectiveness of CO2 laser on tumor tissue. Experiments showed that tumor tissue is affected in a very distinctive way compared to healthy tissue. Absorption of cancerous lung tissue at CO2 laser wavelength (10.6 ?m) is higher than absorption of healthy tissue at the same wavelength.This study proposes a wide use of PBG fiber for not just CO2 lasers, but also other laser systems used in different medical operations, such as Ho:YAG lasers. PBG fibers for high power laser delivery are novel structures for fast, painless and bloodless surgeries.
Benzer Tezler
- Production of high temperature core-sheath nanofiber proton exchange membranes via electrospinning method
Elektrodokuma yöntemi ile yüksek sıcaklık çekirdek-kılıf nanolif proton değişim membranlarının üretilmesi
SASSAN JAHANGIRI
Doktora
İngilizce
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN
- Biyomedikal uygulamalar için polibütilen süksinat / termoplastik poliüretan karışımlarından içi boş, çift bileşenli nanoliflerin üretimi
Production of hollow, bicomponent nanofibers from polybutylene succinate / thermoplastic polyurethane blends for biomedical applications
HATİCE BİLGE İŞGEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Kompozit yapılarda makro ve mikro hasar davranışının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of macro and micro damage behavior in composite structures
İSMAİL ÖZEN
Doktora
Türkçe
2022
Havacılık MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GEDİKLİ
- Püskürtmeli kurutma yöntemi ile PVA katkılı TiO2 tozlarının granülasyonu ve sinterlenmiş numunelerin karakterizasyonu
Optimization of processing parameters of TiO2 based ceramics by sprey drying
CELAL AVCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Synthesis and charaterization of single hollow opaque polymer pigments
Tek boşluklu opak polimer pigmentlerin eldesi ve özelliklerinin belirlenmesi
EKİN KARAKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNGÖR GÜNDÜZ
DOÇ. DR. BORA MAVİŞ