Design and fabrication of resonant nanoantennas on chalcogenide glasses for nonlinear photonic applications
Doğrusal olmayan fotonik uygulamalar için kalkojen camlar üzerinde rezonant nanoanten tasarımı ve üretimi
- Tez No: 335587
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Optik nanoantenler rezonans durumlar nda elektromanyetik dalgalar dalga boyundan daha k ücçük hacimlere yo ğunla şt ıran metal nanopar çacı klard ır. Biyolojik ve kimyasal algı lamar, tek molek ul spektroskopisi, ışı k üretimi ve y önlendirilmesi gibi uygulama alanları vardı r. Plazmonik rezonant nanoantenlerin son derece iyi elektromanyetik alan y ükseltgeme özelli ği ile kalkojen camları n y üksek optik do ğrusal olmayan indisi bulunması özelli ğini birle ştirmek d üşük e şik de ğerli geni ş bantlı ışığı n dalga boyunun altın da çip öl çe ğinde üretilmesine imkan tan ıyor. Plazmonik nanoyap ılarda d üşük pompalama g üc ü ile yeni frekans üretilmesi kompakt ışı k kaynakları üretilmesinin ön ün ü a çarak tek molek ül spektrokopisi, optik sinyal i şleme ve geni ş bant lazerler gibi uygulama alanları bulabilir. Do ğrusal olmayan optik fenomenlerin d üşük e şik de ğerlerde ba şlatı lması i çin nanoanten-kalkojen cam sistemleri önerdik. Bu ama çla“fi nite diff erence time domain”(FDTD) sim ulasyonları marifetiyle antenlerin boyut ve şekillerini altta sı n ve ortamı n kı rı lma indisine g ore optimize ettik. Antenlerin yakı n çevresinde rezonans davran ışlar ve optik olarak y üksek nanlineeriteye sahip kalkojen camı n do ğrusal olmayan tepkisi incelendi. Rezonans durumda altı n çubuk ve As2Se3 cam aras ında olu şan g üçl ü alan birikimi 3W/ m2 gibi d üşük e şik de ğerinde üçünc ü harmonik olu şumunun e şlik etti ği, gelen ışı k etraf ında tayfsal geni şlemenin ba şlang ıcı nı tetikliyor. Bununla birlikte, tasarlanan yapı lar elektron ışı n litografi si ve kimyasal y öntemler kullanarak ürettik. Ayrı ca, her üretim basama ğı n bir dizi deney sonucunda optimize ettik. Üretim basamakları ilgili SEM g ör ünt üleri verilerek a çı kland ı.
Özet (Çeviri)
Optical nanoantennas are the metallic nanostructures which confi ne electromagnetic waves into sub-wavelength volumes at resonant conditions. They are used for various applications including biological and chemical sensing, single molecule spectroscopy, manipulation and generation of light. Combining extremely large electromagnetic fi eld enhancement in plasmonic resonant nanoantenna with high optical nonlinearity of chalcogenide glass leads to a low-threshold broadband light generation scheme in sub-wavelength chip-scale structures. New frequency generation with ultra-low pumping power in plasmonic nanostructures allows compact on-chip light sources which can find applications in single molecule spectroscopy, optical signal processing and broadband lasers. We propose plasmonic nanoantenna chalcogenide glass systems for initiating nonlinear phenomena at low threshold. Size and shape of antennas are optimized according to linear refractive index of substrate and surrounding media for this purpose by finite di fference time domain (FDTD) simulations. Resonant behaviour of antennas at their near- field and nonlinear response of optically highly nonlinear chalcogenide glasses are investigated. On resonance, strong field accumulation at the interface of the gold stripe and highly nonlinear As2Se3 glass triggers a start of the spectral broadening of incident beam accompanied by third harmonic generation at an ultra-low threshold power level of 3 W/ m2. Moreover, we fabricate the designed structures by electron beam lithography, wet chemical techniques and optimize each fabrication step of processes by several experiments. Fabrication steps are explained and SEM images of related steps are presented.
Benzer Tezler
- Biyosensör uygulamaları için fraktal geometrili plazmonik nanoanten dizileri tasarım ve üretimi
Design and fabrication of fractal shaped plasmonic nanoantenna arrays for biosensing applications
EKİN ASLAN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKMEN
- Yüzeyde güçlendirilmiş spektroskopi uygulamaları için plazmonik nanoanten tabanlı fotonik metamalzemelerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Design, fabrication and characterization of plasmonic nanoantenna based photonic metamaterials for surface enhanced spectroscopy applications
ERDEM ASLAN
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GALİP SARAÇOĞLU
- Design fabrication and characterization of high performance resonant cavity enhanced photodedectors
Yüksek performanslı rezonant kavite katkılı fotodedektörlerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
NECMİ BIYIKLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN AYTÜR
- Design and fabrication of polymer magnetic actuators for scanning
Tarama uygulamaları için polimer manyetik tahrikleyici tasarımı ve üretimi
OLGAÇ ERGENEMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÜREY
- Design and fabrication of a wide band meandering antenna for x-band applications
X-band uygulamaları tasarım ve geniş bant meandering anten imalatı
MUHAMMAD SOHAIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiOptoelektronik ve Fotonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ALİ SERPENGÜZEL