Mikro ve nano yapılı süper çözünürlük kırınım optiklerinin tasarımı ve üretimi
Design and production of micro and nano structured super resolution diffractive optics
- Tez No: 641713
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AKIN BACIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 228
Özet
Geleneksel optik bileşenlerin çözünürlük sınırının aşılması amacıyla süper çözünürlük optikleri geliştirilmiştir. Bir süper çözünürlük uygulaması olarak mikro kırınım optikleri, ışığın kırılması ilkesi ile çalışan geleneksel optik bileşenlerin çözünürlük sınırının aşılmasında önemli bir yere sahiptir. Foton elekleri, mikro kırınım ilkesiyle çalışan bir optik bileşen tasarımıdır. Bu tezde foton eleklerinin tasarlanması ve mikro fabrikasyon yöntemi olan fotolitografi tekniği ile üretilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda yapılan çalışmalar iki ana başlık altında toplanmaktadır. Birinci aşamada, süper çözünürlük özelliği gösteren kırınım optiklerinin tasarlanması ve tasarım sonucunda elde edilecek odaklama özelliklerinin araştırılması amacıyla bir simülasyon kodu geliştirilmiştir. Bu kod yardımıyla foton eleklerinin optik performansını belirleyen şiddet dağılımı ve çözünürlük özellikleri üzerinde araştırmalar yapılmıştır. Kullanım alanlarına göre, üç farklı foton eleği modeli tasarlanmış ve özellikleri incelenmiştir. Çözünürlük ve şiddet modülasyonun uygulama alanına göre değiştirebilen model sonuçları, referans foton eleği modelleri ile karşılaştırılmıştır. Buna göre, en yüksek çözünürlüğe sahip modelde, çözünürlükte % 10,5'lik bir artışa karşılık şiddette kayda değer bir düşüş gözlenmemiştir. Elde edilen diğer bir önemli sonuç ise, geliştirilen Tüm Değişken Boyutlu Foton Eleği çözünürlüğün % 2,7 artışı yanında şiddet seviyesinin % 57 artmış olmasıdır. Hem değişen d/w oranı bölgeleri hem de sabit delik çaplarına sahip hibrit bir tasarım için yürütülen üçüncü model, Parçalı Değişken Boyutlu Foton Eleği, simülasyonlarında ise, çözünürlüğün referans foton eleğine göre % 3,6 arttığı belirlenmiştir. Tez kapsamında yapılan çalışmaların ikinci aşamasında, bir mikro fabrikasyon tekniği olan fotolitografi yöntemi ile, özel olarak düşürme ve ıslak kimyasal aşındırma alt yöntemleri ile foton eleklerinin üretilmesi gerçekleştirilmiştir. Çapları yaklaşık 15 - 150 µm arasında değişen iğne delikleri kullanılarak tasarlanan foton elekleri üretilmiştir. Üretim sürecinde fotolitografi tekniğinin özel bir uygulama aracı olan maskesiz lazer yazıcı kullanılmıştır. Her iki alt üretim yöntemi de foton eleği üretimi için optimize edilmiş, elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Üretimde oluşan hata mekanizmaları analiz edilmiş ve giderilmiştir.
Özet (Çeviri)
Super resolution optics have been developed for surpassing the resolution limit of conventional optical components. As an application of the super resolution, micro diffraction based optical devices have an important role to exceed the resolution limit of the conventional components. Photon sieves are a design of optical components based on the principle of micro-diffraction optics. In this thesis, the design and production of photon sieves are aimed by using photolithography as a micro-fabrication method. In this context, the study is grouped under two main headings. In the first step, a simulation code was developed to design the diffraction optics and to investigate the focusing properties upon the design. With the help of this code, the intensity distribution and the resolution properties which determine the optical performance of photon sieves have been investigated. According to their usage areas three different photon sieve models were designed and their properties were examined. The results of the models which can vary according to the application area of the resolution and intensity modulation are compared with the control models. Accordingly, in the highest resolution model, there was no significant decrease in the intensity despite a 10.5 % increase in the resolution. Another important result obtained is that the resolution in the other model increased by 2.7 % besides the increase in the intensity by 57 %. In the second stage of the thesis, photon sieves were produced by means of photolithography method which is a micro fabrication technique, especially with drop and wet chemical etching methods. Photon sieves are produced by using pinholes with the diameters ranging from 15 to 150 µm. During the production processes, the mask-less laser writer, a special application of the photolithography technique, was used. Both sub-production methods were optimized for the photon sieve production, and the results were discussed. The error mechanisms in the production are analyzed and eliminated.
Benzer Tezler
- Optimization of fragmentation behaviour of brittle phase in a ductile matrix during mechanical alloying for the production of nano composite powders and final products
Mekanik alaşımlama sırasında gevrek fazın sünek matris içerisindeki ufalanma davranışlarının optimize edilmesi ve nano kompozit tozu nihai ürün üretimi
AYDIN ŞELTE
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Green extraction and encapsulation of black rosehip polyphenols: İn vitro bioaccessibility, bioavailability, and biological activities
Siyah kuşburnu polifenollerinin yeşil ekstraksiyonu ve enkapsülasyonu: İn vitro biyoerişilebilirlik, biyoyararlılık, ve biyolojik aktiviteleri
KADRİYE NUR KASAPOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Time of arrival estimation with music under impulsive noise
Sarbe özellikli gürültü altında müzik algoritması ile varış zamanının kestirilmesi
İSA HACIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN ANARIM
PROF. DR. HAKAN DELİÇ
- Ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle nanokompozit Mo-N-Cu kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu
Production of Mo-N-Cu nanocomposite coatings by arc physical vapour deposition technique and their characterization
OSMAN LEVENT ERYILMAZ
- Phase Change Heat Transfer on Micro/Nano Structured Enhanced Surfaces
Mikro / Nano Yapılandırılmış ve Geliştirilmiş Yüzeylerde Faz Değişimi Isı Transferi
AHMAD REZA MOTEZAKKER
