Magnetically actuated mems scanners for laser scanning confocal microscopy
Lazer tarayıcılı konfokal mikroskoplar için manyetik olarak hareketlendirilmiş tarayıcılar
- Tez No: 592557
- Danışmanlar: PROF. DR. ARDA DENİZ YALÇINKAYA, DR. ÖĞR. ÜYESİ YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Üç boyutlu baskılama ve lazer işleme teknolojileri ile üretilip manyetik olarak hareketlendirilen mikro tarayıcılar, eşodaklı mikroskop uygulamasında kullanıldılar. Öncelikle, üç boyutlu yazıcıyla polimer malzemeden üretilen tarayıcı, manyetik olarak harekete geçecek, eşodaklı bir mikroskop sistemi içerisinde 100 µm × 100 µm görüş alanı ve 3-µm'den düşük bir yanal çözünürlük sağlayacak şekilde tasarlandı. Dairesel ve dikdörtgen kesitli dirseklerin uzunlukları boyunca stres dağılımı sonlu eleman yöntemi yazılımı içerisinde karşılaştırıldı. Dizayn edilen cihazın rezonans frekansları analitik olarak modellendi. Son olarak, hedeflenen görüş alanını ve çözünürlüğü ortaya çıkartacak bir hedef üzerinde görüntüleme deneyleri yapıldı. Tezin ikinci kısmında, lazerle işleme yöntemi kullanılarak paslanmaz çelikten mikro tarayıcılar üretildi. İlk tarayıcı iki boyutlu eşodaklı mikroskop uygulaması için geliştirildi. Bu cihaz Birleşmiş Devletler Hava Kuvveti isimli hedef üzerinde test edilerek 200 µm × 200 µm görüş alanı ve 10 µm'nin altında çözünürlük sağladığı gözlemlendi. Takip eden çalışmada, çoklu çerçeve geometrisine sahip bir mikro tarayıcı üç boyutlu Lissajous eşodaklı görüntüleme uygulaması için tasarlanıp üretildi. Bu cihaz, üç farklı düzlem dışı modda çalışarak eşodaklı mikroskop sisteminin odağını değiştirebiliyor. Son çalışmada üretilen mikro tarayıcı, daha önce üretilen diğer cihazlara kıyasla, daha düşük akımla daha yüksek toplam optik tarama açısına, daha yüksek rezonans frekanslarına ve daha küçük toplam boyuta sahip olacak şekilde üç boyutlu ışın idaresi için üretildi. Üretilen mikro tarayıcı eşodaklı mikroskop sistemi içerisine entegre edilip müge köksapının görüntüleri elde edildi. Ayrıca, özgün bir üç boyutlu eşodaklı mikroskop sistemi ileri sürülerek üç boyutlu ışın idaresi için özel bir eşodaklı düzenek üzerinde geçerliliği test edildi.
Özet (Çeviri)
Magnetically actutated micro-scanners are fabricated via three-dimensional (3D) printing and laser machining technologies to use in a laser scanning confocal microscopy application. First, a 3D printed polymer based scanning mirror with magnetic actuation is designed to meet a confocal microscopy application providing 100 µm × 100 µm field of view and less than 3-µm lateral resolution. Stress distribution along the circular-profiled flexure is compared with a rectangular counterpart in finite-element environment. The resonance frequencies of the device were analytically modeled. Finally, imaging experiments were conducted on a resolution target, showcasing the desired scan area and resolution. In the second part of thesis, laser machining technology is used to produce stainless steel the micro-scanners. First device is developed for a 2D confocal imaging application. This device tested with the United States Air Force target accomplishing a 200 µm × 200 µm field of view and sub 10 µm resolution. In the following study, a micro-scanner with multi-gimbaled structure is designed and produced for 3D Lissajous confocal imaging application. This device can work in three different out-of-plane modes in order to control the focus of the confocal system. Final study contains a micro-scanner for 3D beam steering with better performance specifications, such as higher TOSA for less current consumption, increased resonance frequencies and smaller total size of the device as opposed to the previously designed micro-scanners. Also, fabricated micro-scanner is integrated in a confocal system and 2D image of a biological sample; convallaria rhizome, is obtained. Furthermore, a novel 3D confocal microscopy configuration is proposed and it's validty is tested for 3D beam steering on a custom confocal setup.
Benzer Tezler
- Development of resonance tracking and optical readout methods for MEMS sensor arrays
MEMS sıra-algılayıcılar için tınlaşım takip ve optik okuma yöntemlerinin geliştirilmesi
ARİF MUSTAFAZADE
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Biomedical and cooling applications of micro flows
Mikro akışların biyomedikal ve soğutma uygulamaları
MUHSİNCAN ŞEŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
BiyomühendislikSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Design and fabrication of magnetically actuated cell sorter
Manyetik olarak kontrol edilebilen hücre siniflandirici tasarimi ve üretimi
MERVE GÜLLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
- Mikro makinelerde kiriş titreşimlerinin analizi
The Analysis of beam vibrations in micro machines
HÜSEYİN ONUR EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN BOYACI
- Development and utilization of magnetically actuated milli-swimmers by stereolithography
Mantetik aktivasyonlu milimetrik yüzücülerin stereolitografi ile geliştirilmesi ve kullanılması
BEGÜM HİRA DOMAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikBahçeşehir ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN AKDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET FATİH TABAK