A one dimensional slot mode photonic crystal nanobeam cavity design for optical bio-sensing applications
Optik biyo-tespit uygulamaları amacıyla tasarlanmış tek boyutlu yarık modlu fotonik kristal kavite
- Tez No: 641203
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERDAR KOCAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu çalışmada, dönüştürücü eleman olarak tek boyutlu yarık modlu fotonik kristal kaviteleri kullanan kırıcılık indisi dayanaklı bir optik biyosensör sunduk. Yarık modlu tek boyutlu fotonik kristal kavitelerin ışığı düşük indisli bölgelerde çok küçük alanlara güçlü bir şekilde sıkıştırabilmelerinden kaynaklanan optik biyo-tespit uygulamalarına olan elverişliliklerinden faydalandık. Tasarım için gerekli teoriyi tanımladık ve cihaz performansını karakterize etmek için gerekli olan nümerik analizleri paylaştık. Ayrıca, bu tezde, rezonant kavitenin kalite faktörünü ve hassasiyetini birlikte artırabilen, optomekanik geri besleme döngüsüne dayanan performans geliştirici bir yöntem önerdik. Geliştirici mekanizma hedef analit ortama nüfuz ettiğinde tetiklenir ve kavite içerisinde üretilen enine optik gradyan kuvvetlerden faydalanarak kavite yarık genişliğini değiştirir. Optomekanik geri besleme döngüsü sayesinde, kalite faktörü ve hassasiyet arasındaki ödünleşim saf dışı bırakılabilir ve toplam başarı katsayısı artırılabilir. Tez boyunca, geliştirme yönteminin çalışma mekanizmasını, geliştirme düzeyini belirlemek için gerekli olan nümerik analizlerlerle birlikte gösterdik. Optomekanik performans geliştirme yöntemimiz kaviteyi etkilemeyecek bir şekilde herhangi bir rezonant yapıya eklenebilir ve bu özelliği sayesinde diğer çeşitli sensör yapılarına uygulanma potansiyelini içinde barındırmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we presented a refractive index based optical bio-sensor, utilizing a slot mode one dimensional photonic crystal cavity as a transducing element. We benefited from the suitability of slotted one dimensional photonic crystal cavities for optical bio-sensing applications, owing to their capability of confining the light strongly in the low dielectric media. We described the theory behind the design, and also provided numerical analyses, characterizing the device performance. We also demonstrated a performance enhancement method, relying on an optomechanical feedback loop, which can enhance both the quality factor and the sensitivity of the resonant cavity. The enhancement mechanism is triggered when the target analyte enters the background medium and modifies the cavity slot width, by benefiting from the optical transverse gradient forces inside the cavity.By the help of the optomechanical feedback loop, the intrinsic trade-off between the performance factors can be eliminated, resulting in an improved figure of merit. In the thesis, we demonstrated the operation principle of the enhancement method, together with the numerical calculations necessary for the investigation of the level of enhancement. Our optomechanical feedback loop can be appended to any resonant structure without any modification, proposing a strong potential for our enhancement method to be utilized in other refractive index based optical bio-sensing schemes.
Benzer Tezler
- Biyosensör uygulamaları için nanofotonik yapıların tasarlanması
Design of nanophotonic structures for biosensor applications
NUR ERİM
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMZA KURT
- Two dimensional silicon photonic crystal band gap applications for optical bio-sensing and modulation
Optik modulasyon ve biyo-tespit uygulamaları için iki boyutlu silikon fotonik kristal band açıklığı yapıları
SELAHATTİN CEM KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR KOCAMAN
- Hibrit bağlaşmalı şebekeler için performans modelleri
Başlık çevirisi yok
HAKKI ASIM TERCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Aktif faz dizili radarlar için X bant Vivaldi anteni tasarımı ve üretimi
Design and production of X band Vivaldi antenna for active phased array radar applications
ESMA MİNE YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SEBAHATTİN EKER
- Automatic tracking and identification systems in navigation
Navigasyon amaçlı kullanılan otomatik izleme ve tanıma sistemleri
YUSUF BARIŞ ÇABUK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERCAN TOPUZ