Geri Dön

Optical and thermal dynamics of long wave quantum cascade lasers

Uzun dalgaboylu kuantum çağlayan lazerlerin ısıl ve optik dinamikleri

  1. Tez No: 521527
  2. Yazar: SİNAN GÜNDOĞDU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN, PROF. DR. ATİLLA AYDINLI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Kuantum Çağlayan Lazerler (KÇL'ler) dalga fonksiyonu mühendisliği ile tasarlanmış kuantum kuyularının bant-içi geçişlerinden yararlanan eşsevreli ışık kaynaklarıdır. Orta kızılaltından terahertz frekanslarına kadar geniş bir tayfta ışık yayan tasarımlar bulunmaktadır. Uzun dalgaboylu KÇL'ler zararlı kimyasal bileşiklerin uzak mesafeden algılanması gibi bazı uygulama alanlarından dolayı ilgi konusudur. Bu tezde 9.2 µm civarında ışık yayan uzun dalgaboylu KÇL'lerin simülasyonları, tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu gösterilmi¸stir. Optik gücü arttırmak ve ısıl randımanı iyileştirmek amacıyla KÇL'lerin optik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. KÇL'lerin ısıl özellikleri sonlu eleman metodları ile tahlil edilmiştir. KÇL oyuk sıcaklıklarının deneysel olarak ölçülmesi için Fabry-Perot modlarının analizine dayanan tayf ölçüm tabanlı bir teknik geliştirilmiştir. Simülasyon ve deneysel sonuçların birleştirilmesi ile KÇL'lerin ısıl özellikleri incelenmiş ve aktif bölgenin ısıl iletkenliği hesaplanmıştır. Optik gücü arttırmak için optik hesaplamalar yapılarak optik kaybın kaynakları araştırılmıştır. Alternatif elektriksel izolasyon malzemelerinin araştırılması sonucunda HfO2 pasivasyonlu lazerler üretilmiş, optik kayıpta iki kata yakın azalma ve optik güçte artış gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

Quantum Cascade Lasers (QCLs) are coherent light sources that make use of intraband transitions of wavefunction engineered semiconductor quantum wells. They have been designed to emit light in a wide spectral range; from mid-wave infrared to terahertz. Long wave QCLs are a subject of interest for some applications such as remote detection of harmful chemicals. These applications demand higher optical powers at room temperature. In this thesis we demonstrate simulation, design, fabrication and characterization of long-wave QCLs that emit light around 9.2µm. To increase optical power and enhance thermal performance, we explore the optical and thermal properties of QCLs. Thermal characteristics of QCLs are analyzed by finite element methods. We developed a spectral technique that relies on analysis of Fabry-Perot modes to measure cavity temperatures experimentally. By combining the simulations and experimental results we scrutinized the thermal properties of QCLs, and estimated the active region thermal conductivity. To increase the optical power, we conducted optical calculations and investigated the sources of loss. As a result of a search for alternative electrical passivation materials, we fabricated HfO2 passivated lasers and demonstrated about to two-fold reduction in optical loss and increase in optical power.

Benzer Tezler

  1. Femtosaniye lazer ile işlenen yapıların katıhal lazerlerde uygulamaları ve üst çevrim pompalı Tm3+:KY3F10 lazerleri

    Solid-state laser applications of femtosecond laser written structures and upconversion pumped Tm3+:KY3F10 lasers

    YAĞIZ MOROVA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEDA AKSOY ESİNOĞLU

    PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU

  2. Understanding the dynamics of air pollution during forest fires in Antalya-Manavgat: A WRF-CHEM analysis

    Antalya-Manavgat'ta orman yangınlarında hava kirliliğinin dinamiklerini anlamak: WRF-CHEM analizi

    YİĞİTALP KARA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN TOROS

  3. Numerical and experimental analysis of KSF LED packages in a 65' ultra-thin LED TV

    Başlık çevirisi yok

    METEHAN ELİBOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARIK

  4. Synthesis of new mesogens and investigation of their liquid crystalline properties

    Yeni mezojenlerin sentezi ve sıvı kristal özelliklerinin incelenmesi

    BURAK KORKMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL

    PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL

  5. Yakın geçmişteki nükleer reaktör dinamik analiz yöntemlerine bir bakış

    Başlık çevirisi yok

    MURAT ALGÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ EDGÜ