Optical characterization of nanoscale dielectric films on curved surfaces using near field diffraction method
Yakın alan difraksiyon yöntemi kullanılarak eğimli yüzeylerdeki nano boyutlu yalıtkan filmlerin optik karakterizasyonu
- Tez No: 563908
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Yüksek kalitedeki ince optik filmlere olan talep optik sensör teknolojilerindeki önemi sebebiyle artmaktadır. Bu tür filmlerin kalınlıkları genellikle görünür ışığın dalga boyundan daha kısadır. Bu nedenle, bu filmlerin optik karakterizasyonu özellikle fiber optik gibi eğri yüzeylerde sıradan bir prosedür değildir. Ayrıca, literatürdeki yöntemler ve ticari olarak temin edilebilir sistemler pahalı, tahrip edici veya gerçek zamanlı değildir. Bu tez çalışmasında eğri yüzeylerde nano ölçekli dielektrik filmlerin basit, ucuz ve tahribatsız optik karakterizasyonu yönteminin önerilmesi amaçlanmıştır. Önerilen yöntem metodolojisi, yapılandırılmış ışık kullanılarak yakın alan Huygens Fresnel kırınımı dalga yüzü izleme olarak tanımlanabilir. Bu şekilde, dalga boyu altı film kalınlıklarının tahminlenebilir olduğu gösterilmeye çalışılmıştır. Önerilen yöntem dört ana aşamadan oluşmaktadır. Bunlar fiber optiğin kaplanması, yapılandırılmış ışığın oluşturulması, yakın alan Huygens-Fresnel dalga yüzü izlene- rek dalga yayılı- mının belirlenmesi, duyucu diziliminden gelen sinyallerin algılanması ve işlenmesi. Saydam filmin kalınlığını ayarlayabilmek için kaplama işleminde katman katman birleştirme tekniği kullanılmştır. Farklı kaynak tiplerinin seçimi dalganın nokta yayılma fonksiyonunun değiştirilmesi ve bu değişimin yoğunluk deseninde gözlemlenme- siyle alakalıdır. Yakın alan kırınım tekniğini kullanarak, ince filmlerin alt dalga boyu kalınlığı, nesneye çok yakın bir noktada kayıt yaparak dalganın yüksek uzaysal frekans bileşenlerini alarak tahmin edilebilir. Bu şekilde, kırınım sınırlarının ötesindeki kalınlığın belirlenmesi gerçekleştirilebilir. Ayrıca, algılayıcı diziliminin piksel boyutu tespit sınırlarınızı belirlediğinden, algılama bölümünde algılayıcı diziliminin seçimi önemlidir. Tüm süreç nümerik analiz yöntemlerini içeren matematiksel bir modele sahiptir Bu tez, eğri yüzeylerde kaplanmış nano ölçekli dielektrik filmlerin optik karakterizasyonunun analizi için en iyi modelin tasarımı ile ilgilidir. Deneysel sonuçlar, yapılandırılmış ışık kullanılarak yakın alan Huygens-Fresnel dalga-ön izleme yönteminin, güçlü bir teknik olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Demand on the high-quality optical thin films has increased because of the importance in the optical sensor technologies. The thicknesses of such films are usually shorter than the wavelength of visible light. Therefore, the optical characterization of these films is not a routine procedure especially on curved surfaces such as optical fiber. Besides, the methods in the literature and commercially available systems are either expensive, destructive or non-real time. In this thesis, it is aimed to propose a simple, inexpensive and non-destructive optical characterization method of nano-scale dielectric films on curved surfaces. The methodology of that approach can be described as the near field wave-front tracing diffraction by using structured light. In this way, it has been shown that sub-wavelength film thicknesses can be estimated. The proposed diffraction method is organized in four main stages. These are the coating of optical fibers, generation of structured light, determination of wave propagation via the near field Huygens-Fresnel wave-front tracing and sensing and processing of signal from the sensor array. Layer by layer assembly technique is used in coating process to keep under control the thickness of transparent film. Selection of various source types is about to changing of point spread function of applied field and observe the effects on intensity pattern. Using near field diffraction technique, sub-wavelength thickness of thin films can be predicted by taking the higher order components of diffraction pattern by recording at very close proximity to object. In this way, determination of thickness beyond the diffraction limits can be realized. Furthermore, the resolution of sensor array in sensing part is important since pixel size of the sensor array determines your detection limits to catch all variations on diffraction pattern. The whole process has a mathematical model with numerical analysis methods. This dissertation is about the proposing a mathematical estimation model for the optical properties of nano-scale dielectric films coated on curved surfaces. The experimental results show that near field Huygens-Fresnel wave-front tracing method by using structured light is a powerful technique.
Benzer Tezler
- Gama ışınlarına maruz kalmış ZrO2 ince filmlerin karakterizasyonu
The characterization of ZrO2 thin films irradiated with gamma radiation
DEFNE ABAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Processing, characterization and development of rare earth doped lead magnesium niobate ferroelectric ceramic capacitors by sol-gel technique
Sol-jel tekniği kullanılarak nadir toprak katkılı kurşun magnezyum niyobat ferroelektrik seramik kapasitörlerin üretimi, karakterizasyonu ve geliştirilmesi
MEHMET FARUK EBEOĞLUGİL
Doktora
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇELİK
- Solution processable semiconductor thin films: Correlation between morphological, structural, optical and charge transport properties
Başlık çevirisi yok
DİLEK IŞIK
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiUniversité de Montréal (Ecole Polytechnique de Montréal)PROF. CLARA SANTATO
PROF. SYLVAIN TURENNE
- Modifiye nanopartikül katkılı terftalat türevi kiral sıvı kristallerin sentezi ve mesomorfik karakterizasyonu
The synthesis and mesomorphic characterization of terphthalate derived chiral liquid crystals doped with modified nanoparticles
DUYGU ÖZTÜRK ÇİÇEKCİ
- Grafen esaslı nano elektroseramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of graphene based nano electroceramics
CİHAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA TAŞKIN
PROF. DR. FAHRETTİN YAKUPHANOĞLU