Geri Dön

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

  1. Tez No: 563908
  2. Yazar: ENES ATAÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. Gama ışınlarına maruz kalmış ZrO2 ince filmlerin karakterizasyonu

    The characterization of ZrO2 thin films irradiated with gamma radiation

    DEFNE ABAYLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

  2. 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

    İngilizce

    2011

    Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL ÇELİK

  3. 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

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALE OCAK

  4. Grafen esaslı nano elektroseramiklerin üretilmesi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of graphene based nano electroceramics

    CİHAT AYDIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Metalurji MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA TAŞKIN

    PROF. DR. FAHRETTİN YAKUPHANOĞLU