Yarı-iletken diyot lazerler için mikro bölgeli, elektronik sıcaklık kontrollü lazer haznesi tasarımı
Designing a mikro field electronically temperature controlled laser housing for semiconductor diode laser
- Tez No: 562128
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
1980'li yılların başında oda sıcaklığında çalışabilen ilk yarı-iletken diyot lazer (Lazer Diyotu, LD) üretildi. 1990'lı yılların sonlarına doğru diyot lazerler, akortlanabilir lazer sistemleri içinde yeni ve pek çok üstünlüğe sahip araçlar olarak, atomik araştırmalar konusu başta olmak üzere çok farklı temel bilim ve teknoloji alanında kullanılmaya başlandı. LD, önüne konulan bir frekans seçici eleman yardımıyla Harici Optik Salınıcılı Diyot Lazer (HOSDL) sistemi adını verdiğimiz ve tek bir atomu dahi kontrol edebilen hassas bir araç haline getirildi. 2001 yılında Bose-Einstein yoğuşmasına ait deneysel gösterimin HOSDL ile yapılması ve çalışmanın Nobel ödülü alması, bu lazer sistemin öneminin artmasına neden oldu. HOSDL sistemleri başta atomların kuantum düzeylerinin kontrolü ve fiber optik haberleşme olmak üzere, pek çok temel ve uygulamalı araştırmanın önemli araçlarından birisi oldu. Ancak tarama aralıklarının birkaç nanometre ile sınırlı olması, mekanik, akustik ve ısısal değişimlere karşı hassas olmaları bu sistemlerin geliştirilmesi için önemli fırsatlar sunmaktadır. Yukarıda belirtilen iki sorunun çözümüne ilişkin yaklaşımımız; LD'yi -85°C ye kadar soğutabilecek ve sistemi vakum ortamında çalıştırabilecek, kullanımı kolay, çok işlevli bir platformdur. Bu proje önerisinde amacımız; Peltier (TEC) soğutucu kullanılarak yeni tasarlanan lazer kafası sisteminde lazer çip sıcaklığının kararlı halde (0.01 °C) tutulması hedeflenmiştir. Önerilen lazer kafası sistemiyle birlikte Lazer kafasının küçültülmesi, ısı transferinin hızlı olması, ısısal değişimlere hızlı bir şekilde müdahale edilebilmesi ve peltier (TEC) sistemiyle mikro bölgeli lazer diyot çip sıcaklığının istenilen değerde tutulması sağlanacaktır. Sisteme ait lazer diyotunu vakum ortamında -85°C'de çalıştırarak, bu sistemin frekans tarama aralığını, oda şartlarındaki frekans tarama aralığının oldukça uzağına taşımaktır (17,5 nm). Vakum ortamı kendi tasarladığımız hava soğutmalı pratik kullanımlı lazer platformu ile sağlanacaktır. Böylece, bu çalışma HOSDL sisteminin atom-foton etkileşimi altında yer alan kullanım alanının genişlemesine katkıda bulunacaktır. Bu çalışmanın sonuçlanması halinde bildiğimiz kadarıyla literatürde bulunmayan bir HOSDL sistemi tasarımı hayata geçirilmiş olacaktır. Proje önerisinde tasarlanan bu sistem nano-optik araştırmalarında, malzeme bilimi alanında, lazer spektroskopisinde, atomik araştırmalarda, kuantum girişimi konularında akortlanabilir dar bantlı lazer ışık kaynağı gereksinimini karşılayacağı öngörülmektedir. Proje sonuçlandığında, tasarlanan ve ön çalışması yapılan bu sistem için patent alınması planlanmaktadır. Çalışmanın sonuçları makale haline getirilerek yayınlanacaktır.
Özet (Çeviri)
In the beginning of 1980's the first semiconductor laser diode (LD) working at room temperature was successfully operated. Two decades later, at the end of the 1990's diode lasers started to play very important role in the tunable lasers family with lots of new and useful features mainly in the atomic researches and in the different technologies. An External Cavity Diode Laser (ECDL) system, consists mainly of a LD and a frequency selective element placed in front of it which, can control even a single atom. In the year 2001 Bose-Einstein condensation experiment successfully conducted with the aid of an ECDL system. Finally this experimental work won the Nobel Prize accordingly ECDLs took the attention from the diffrent research fields including analytical chemistry, material science, quantum optics etc. In the first place, ECDL systems were used in field of the quantum control of the atoms and as an applied fiber optic communication technology. But ECDL system had some important restrictions including sensitivity to mechanical, acoustic, thermal variations. More importantly this system's tunning ability is still restricted with a few nano-meter. Therefore, those drawbacks with the ECDL systems bring new research opportunities. Our approach solving those problems; designing a platform that is running the LD down to -85 Celsius under vacuum with the ease of use, practical and multi functional. Our goal in this research proposal is keeping stable (0.01 °C) of laser chip temperature by using TEC in the new laser designed. It will provide that laser head is minimised, heat transfer is been fastly, thermal changes are been able to operate fastly with the laser head system suggested and the laser diode chip temperature with micro field is keeping value desired. Potential uses of the designed ECDL system are in the fields of nano-optics, material science, laser spectroscopy and atom-photon interaction. When the project is successfully finalised a patent approval and research article will be held on.
Benzer Tezler
- Çeşitli lazer parametrelerinin silikon malzeme delme sürecine etkisi
Effect of various laser parameters to the process of drilling silicon materials
AYŞEGÜL SAYDAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Colloidal quantum well light emitting diodes
Koloidal kuantum kuyuları tabanlı ışık yayan dalga kılavuzları
AHMET TARIK IŞIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Harici optik salınıcılı yarı iletken diyot lazer sistemlerinde saydam frekans seçici kırınım ağı kullanılması ve akortlama özelliklerinin araştırılması
Using transmission frequency selective diffraction grating at external cavity semiconductor diode laser (ecdl) systems and researching into tuning properties
SEMA BACANAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- Akortlanabilen harici optik salınıcılı yarı iletken diyot lazer karakterinin incelenmesi.
Researching into tunable external cavity semi conductor diode laser's characteristic.
BARIŞ POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- 520 nm dalga boylu harici optik geri beslemeli diyot lazer sistemi için çizgisel geometrili hacim fazlı kırınım ızgaralı lazer kovuğu tasarlanması, kurulması ve çalıştırılması
Designing, constructing and working a laser beam with a diffraction grating with volume phase with linear geometry for 520 nm wavelength external optical feedback diode laser system
ZÜLFÜ DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA