All optical switching in silicon microspheres
Silisyum mikro-yuvarlarda optik anahtarlama
- Tez No: 414065
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Optoelektronik ve Fotonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
Özet
Silisyum oldukça bol bulunan ve uygun optik özellikleri olan bir gereçtir. Silisyum kullanılarak elektronik devrimi gerçekleştirilmiş ve silisyum elektronik/fotonik araştırma alanı ortaya çıkmıştır. Silisyum, fotonik alanında optik çınlamalar için de kullanılmakta olup, Fabry-Pérot çınlaçları gibi birçok optik aygıtta yer almaktadır. Silisyum fotoniğinin gelişmesi ile 3 boyutlu optik çınlaçlar önem kazanmış ve mikroyuvarlar ana araştırma dallarından biri olmuştur. Bugünlerde, mikroyuvarlarda uyarılan optik çınlamalara fısıldayan geçit kipleri (FGK) denmektedir ve bu çınlamalar birçok fotonik uygulamasında yer bulmaktadır. Bu çalışmada, 1 mm çaplı ve kırılma katsayısı 3.48 olan silisyum mikroyuvarlarda FGK'leri çalışılmıştır. Optik çınlamalar, mikroyuvarların optik dalga kılavuzlarına bağlaşması ile elde edilmiştir. Bu çalışmada, FGK'lerin uyarılması için dalgaboyu 1472 nm olan sürekli dalga kızılaltı lazer kullanılmıştır. Ek olarak, 405 nm dalga boyunda çalışan bir Fabry-Pérot lazeri sayesinde 1472 nm'de gözlemlenen FGK'lerin yönetilmesi amaçlanmıştır. 405 nm lazer, uyarı lazeri olarak kullanılarak silisyum mikroyuvarların kırılma katsayıları üzerinde ısıl-optik etki yaratılmıştır. Uyarı lazer gücünün değişmesi ile yuvar kırılma katsayısı ΔN = 8.75x10‑4 ve yuvar sıcaklığı ΔT = 4.70 K miktarında değiştirilmiş ve bu yolla FGK'ler 0.37 nm kırmızıya kaydırılmıştır. Ek olarak, mikroyuvarlarda çınlayan ışık zaman boyutunda da incelenmiş ve uyarı lazeri yuvar kırılma katsayısını değiştirdikçe FGK'lerin zaman ekseninde de kaydırıldığı gözlemlenmiştir. Yapılan çalışma, ısıl optik etki ile optik açma-kapama yönetiminin olabilirliğini göstermiş ve optik yollarla FGK'lerin yönetilebileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Silicon is a cheap and naturally abundant material and has contributed to the electronics revolution, which in turn has led to the foundation of separate fields known as silicon electronics and silicon photonics. In silicon photonics optical resonances are utilized, which are useful for various applications, i.e., optical components such as Fabry-Pérot resonators. However, with the passage of time focus has shifted to three dimensional optical resonators with microspheres being the prime example. Nowadays, optical resonances excited in microspheres are called whispering gallery modes (WGMs) and they can be beneficial for various photonics applications. In this work, a silicon microsphere, with a 1 mm diameter and a refractive index of 3.48, is used to excite the WGMs of the silicon microsphere by evanescent coupling with a silica optical fiber half coupler (OFHC). A near infrared CW laser with the central wavelength of 1472 nm is used for the excitation of the WGMs. Additionally, these WGMs are tuned with the help of a pulsed 405 nm Fabry-Pérot laser, which acts as pump laser to modify the refractive index of the microsphere. As the pump energy changes, an average red shift of 0.37 nm in the WGMs spectrum of the silicon microsphere is observed for 50% duty cycle of the pump laser, which leads to a refractive index change of ΔN = 8.75x10‑4 and a temperature change of ΔT = 4.70 K. This behavior can be explained by the thermo-optic effect (TOE) in silicon. All-optical switching in time domain is also carried out for the WGMs of the silicon sphere, as the pump modulates the refractive index of silicon, the resonant peaks are observed to be shifting in time domain. Overall, TOE tuning of the resonant spectra is shown to be beneficial for the all optical control of silicon resonators. This technique can be useful for applications in silicon photonics.
Benzer Tezler
- Elastic light scattering and optoelectronic response of spherical silicon microresonators
Yuvarlak silisyum mikroçınlaçlarda elastik ışık saçılması ve optoelektronik yanıtı
ULAŞ SABAHATTİN GÖKAY
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SERPENGÜZEL
- Design, fabrication and characterization of subwavelength-scale distance sensors based on optical directional coupling
Optik yönlü bağlaşım temelli dalgaboyu-altı mesafe ölçüm sensörlerinin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu
SHAHAB BAKHTIARI GORAJOOBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Optical signal generation, stabilization, and manipulationin broadband silicon photonics
Başlık çevirisi yok
EMİR SALİH MAGDEN
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMassachusetts Institute of TechnologyPROF. MİCHAEL WATTS
- Elektrokromik cihazların tekstile uygulanması
Application of electrochromic devices on textile surfaces
İSMİHAN ÜMRAN KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİ ÖKSÜZ