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
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Optik nanoantenler rezonans durumlarnda elektromanyetik dalgalar dalga boyundan daha kücçük hacimlere yoğunlaştıran metal nanoparçacıklardır. Biyolojik ve kimyasal algılamar, tek molekul spektroskopisi, ışık üretimi ve yönlendirilmesi gibi uygulama alanları vardır. Plazmonik rezonant nanoantenlerin son derece iyi elektromanyetik alan yükseltgeme özelliği ile kalkojen camların yüksek optik doğrusal olmayan indisi bulunması özelliğini birleştirmek düşük eşik değerli geniş bantlı ışığın dalga boyunun altında çip ölçeğinde üretilmesine imkan tanıyor. Plazmonik nanoyapılarda düşük pompalama gücü ile yeni frekans üretilmesi kompakt ışık kaynakları üretilmesinin önünü açarak tek molekül spektrokopisi, optik sinyal işleme ve geniş bant lazerler gibi uygulama alanları bulabilir. Doğrusal olmayan optik fenomenlerin düşük eşik değerlerde başlatılması için nanoanten-kalkojen cam sistemleri önerdik. Bu amaçla“fi nite diff erence time domain”(FDTD) simulasyonları marifetiyle antenlerin boyut ve şekillerini alttasın ve ortamın kırılma indisine gore optimize ettik. Antenlerin yakın çevresinde rezonans davranışlar ve optik olarak yüksek nanlineeriteye sahip kalkojen camın doğrusal olmayan tepkisi incelendi. Rezonans durumda altın çubuk ve As2Se3 cam arasında oluşan güçlü alan birikimi 3W/m2 gibi düşük eşik değerinde üçüncü harmonik oluşumunun eşlik ettiği, gelen ışık etrafında tayfsal genişlemenin başlangıcını tetikliyor. Bununla birlikte, tasarlanan yapılar elektron ışın litografi si ve kimyasal yöntemler kullanarak ürettik. Ayrıca, her üretim basamağın bir dizi deney sonucunda optimize ettik. Üretim basamakları ilgili SEM görüntüleri verilerek açıklandı.
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 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
- Analysis and design of antenna and passive microwave circuit elements on flexible substrate
Esnek alttaş üzerine anten ve pasif mikrodalga devre elemanları analizi ve tasarımı
NOAMAN NASEER
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. BİRSEN SAKA TANATAR