Geri Dön

Fiber-integrated terahertz spectrometer driven by ultrafast ytterbium doped fiber laser

İterbiyum katkılı fiber lazerle tümleşik terahertz spektrometre

PDF İndir

  1. Tez No: 338585
  2. Yazar: HAKAN KESKİN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ALTAN, DR. HALİL BERBEROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

Bu tezde, tekrarlama frekansı değiştirilebilen, çok kısa atımlı iterbiyum (Yb) katkılı fiber lazerin, kavite uzunluğu ayarlanarak terahertz atım profili ölçüm tekniğinde (OSCAT) kullanılabilir olduğunu göstermek için, bu lazer tarafından sürülen Zamana Bağlı Terahertz Spektrometre (THz-TDS) sistemi incelenecektir. Bu çalışama için geliştirilen Yb-katkılı lazerin merkez dalga boyu 1031 nm'dir. Ölçülen çıkış gücü, 51 MHz tekrarlama frekansında yaklaşık iki nanojule denk gelen 90 mW'tır ve otokorelatör ile ölçülen atım uzunluğu ~80 fs'dir. Sistemin, THz ölçümleri için uygunluğunu test etmek amacıyla çıkış gücü ve atım uzunluğu kararlığı farklı tekrarlama frekanslarında incelenmiştir. 51 MHz olan tekrarlama frekansı, THz atım ölçümlerinde 100 ps tarama yapabilmek için +/-25 kHz ayarlanmalıdır. 6 mm kavite uzunluğuna denk gelen bu ayarlama, lazerin tekrarlama frekansında 53 kHz kadar değiştirmektedir. Daha sonra, Yb-katkılı fiber lazerin tekrarlama frekansının THz atım profiline etkisini anlamak için THz-TDS sistemi kurulmuştur. Bu sistemde, THz üretmek için InGaAs tabanlı fotoiletken anten, tespit bölümünde ise 2 mm kalınlığında oryantasyonunda ZnTe kristali kullanılmaktadır. Dengeli fotodetektörün lazer merkez dalga boyundaki kısıtlamalarından dolayı sadece ~60 sinyal/gürültü oranıyla 0.5 THz kadar bant genişliği gözlemlenmiştir. Farklı kavite uzunluklarında ölçülen THz sinyalleri, zamanda ve büyüklükte kesişmektedirler. Yani THz ölçümleri, Yb-katkılı fiber lazerin tekrarlama frekansınn değiştirilmesinden etkilenmemiştir. Böyle bir sonuca ulaşabilmek için, Yb katkolı fiber lazerin atım uzunluğu ve güç gibi parametrelerinin sabit kalması gerekmektedir. Farklı tekrarlama frekanslarındaki THz sinyallerini karşılaştırarak, Yb katkılı lazerin tekrarlama frekansını değiştirme yönteminin, OSCAT tekniğinde kullanılabileceği gösterilmiştir. Diğer bir deyişle, Yb-katkılı fiber lazerin gelecekteki hızlı THz atım profili ölçümlerinde kullanılabileceğini göstermiş olduk.

Özet (Çeviri)

In this thesis, development of a Terahertz time domain spectrometer (THz-TDS) driven by an ultrafast Ytterbium (Yb) doped fiber laser, whose repetition rate can be tuned, was investigated to show that it can be used in Optical Sampling by Cavity Tuning (OSCAT) technique which enables the fast acquisition of THz pulse profiles. Central wavelength of the Yb-doped laser developed for this study is 1031 nm. The output average power was measured to be 90 mW which corresponds to about two nanojoule per pulse at 51 MHz repetition rate, and the pulse duration was measured with an autocorrelator to be ~80 fs. Average output power and pulse duration stability of Yb-doped fiber laser oscillator was examined at different repetition rates in order to test convenience of system for THz measurements. By tuning the repetition rate at 51 MHz by +/-25 kHz, we can scan a 100 ps time-window for the THz pulse measurement. This corresponded to a 6 mm cavity length tuning which altered the repetition rate of oscillator from by 53 kHz. Afterwards, THz-TDS system was built to understand the dependence of THz pulse profile on the repetition rate of the Yb-doped fiber laser. In this system InGaAs based photoconductive antenna (PCA) was used for THz generation and 2 mm thick orientation ZnTe crystal was used in the detection part. Due to the limitation of the balanced photodetector with respect to the central wavelength of the laser, only a bandwidth up to 0.5 THz with a signal to noise ratio(S/N) of ~60 was observed. THz signals measured at different cavity lengths overlap in both time domain and magnitudes which mean that THz measurements were not affected by tuning the repetition rate of Yb-doped fiber laser. In order to achieve this result, source parameters such as pulse duration and power of Yb-doped fiber laser should be constant between measurements while scanning cavity length. By comparing THz signals at different repetition rates, it was shown that repetition rate tuning of Yb-doped oscillator can be used in OSCAT technique. In other words, we have shown that a Yb-doped fiber laser can be used to rapidly scan the THz pulse profile for future measurements.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    336859

    Ytterbium doped all-fiber integrated high power laser systems and their applications

    İterbiyum katkılı fiberle tümleşik yüksek güçlü lazer sistemleri ve uygulamaları

    SANİYE SİNEM YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY

  2. Tez No

    371904

    Design and fabrication of a fiber-integrated mode-selective photopolymer grating coupler

    Fibere entegre kip-seçici fotopolimer ızgara bağdaştırıcı tasarımı ve üretimi

    CAN SÜMER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ

  3. Tez No

    547256

    Poli(poliol)sebakat bazlı biyobozunur elastomerlerin sentezi ve jiro eğrilmiş fiber destekli hidrojel doku iskelelerinin geliştirilmesi

    Synthesis of poly(polyol)sebacate based biodegradable elastomers and development of gyro fiber integrated hydrogel scaffolds

    MERVE GÜLTEKİNOĞLU BAYRAM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEZBAN ULUBAYRAM

  4. Tez No

    318816

    Development of a pulsed fiber laser for ladar system

    Ladar sistemi için atımlı fiber lazer geliştirilmesi

    EBRU DÜLGERGİL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN ALTAN

  5. Tez No

    291774

    High power all-fiber laser-amplifier systems for materials processing

    Malzeme işlemeye yönelik yüksek güçlü bütünleşik fiber lazer yükselteç sistemleri

    KIVANÇ ÖZGÖREN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. F. ÖMER İLDAY

Geri Dön