Optical gain and lasing of colloidal semiconductor quantum wells intimately integrated into optical cavities
Optik çınlaçlar içinde yakinen tümleştirilmiş koloidal yarıiletken kuantum kuyularının optik kazancı ve lazer eylemi
- Tez No: 574047
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Nanolevhalar olarak da adlandırılan koloidal yarıiletken kuantum kuyuları ışık üreten uygulamalar için umut vadeden bir materyal platformu olarak artan miktarda yoğun ilgi görmektedir. Nanolevhaların çok yüksek optik soğurma katsayıları, tamamen homojen optik ışıma genişlemeleri ve bastırılmış Auger eksiton birleşimi gibi üstün optik özellikleri onları çözelti halinde işlenebilir renk dönüştürücüler, ışık yayan diyotlar ve lazerler için oldukça ilgi geçici yapmaktadır. Bu tez kapsamında, özel olarak tasarlanmış heteroyapıya sahip bu nanolevhaları farklı optik çınlaçlar içerisine yakinen tümleştirerek optik kazanç özellikleri ve performans seviyeleri üzerine çalıştık. Bu amaç doğrultusunda, nanolevhaların bir- ve iki-foton soğurma uyarımı altında yükseltilmiş kendiliğinden ışımalarını sistematik olarak ölçtük. Ayrıca, bu hetero-nanolevhaları optik kazanç ortamı olarak kullanarak, kendi sınıfında rekor düşüklükte dalga kılavuzu kayıp katsayısı sayesinde yüksek kararlılık ve düşük lazer eşiği değerine sahip pratik bir fısıldayan-galeri-kip (FGK) nanolevha-fiber mimarisi önerip ve gösterdik. Buna ek olarak, bu hetero-nanolevhaları bir çift dağıtılmış Bragg yansıtıcılar tabanlı kama çınlaç içinde tümleştirerek yapılan, sınıfında rekor düşüklükte lazer eşik değerine sahip tek modlu bir dikey çınlaçlı yüzey ışımalı lazer (DÇYIL) geliştirdik. Burda FGK lazer ve DÇYIL yapılarından elde edilen bulgular bu nanolevhaların yüksek performanslı koloidal lazer eylemi için mükemmel olduklarını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Colloidal semiconductor quantum wells, also known as nanoplatelets (NPLs), attract an increasingly greater deal of interest as a promising material platform for light-generating applications. The superior optical properties of NPLs including their ultra-large absorption cross-sections, purely homogeneous broadening, and suppressed Auger recombination make them highly attractive for solution-processable color convertors, LEDs and lasers. In this thesis, we studied the optical gain properties and performance levels of tailored heterostructures of such NPLs intimately integrated into various optical cavities. To do so, we systematically measured their amplified spontaneous emission under one- and two-photon absorption excitations. Also, with these hetero-NPLs as the gain media, we have proposed and demonstrated a new class of practical whispering gallery mode (WGM) NPL-fiber architecture with high stability and low lasing thresholds enabled by record low waveguide loss coefficients in its class. Moreover, we have developed a single-mode vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) of these hetero-NPLs closely integrated into the wedge cavity of a pair of distributed Bragg reflectors, leading to a record low lasing threshold in its class. The findings obtained in these WGM NPL-laser and NPL-VCSEL structures indicate that these NPLs are excellent for high-performance colloidal lasing.
Benzer Tezler
- Optical microfluidic waveguides and solution lasers of colloidal semiconductor quantum wells
Koloidal yarıiletken kuantum kuyularının optik mikroakışkan dalgakılavuzu ve sıvı lazerleri
JÜLİDE KAHKECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
PROF. DR. EMİNE YEGAN ERDEM
- Colloidal heterostructures of semiconductor quantum wells: Synthesis, characterization and applications
Koloidal yarıiletken kuantum kuyularının heteroyapıları: Sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulamaları
YUSUF KELEŞTEMUR
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- Synthesis and characterization of semiconductor colloidal quantum dots and quantum wells for optoelectronic devices
Optoelektronik aygıtlar için yarıiletken kolloidal kuantum noktaları ve kuantum kuyularının sentezi ve karakterizasyonu
YEMLİHA ALTINTAS
Doktora
İngilizce
2018
EnerjiAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EVREN MUTLUGÜN
- Colloidal synthesis and optical properties of heterostructured quantum wells
Kuantum kuyularının heteroyapılarının koloidal sentezi ve optik özellikleri
FURKAN IŞIK
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR
- 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