Geri Dön

Time domain terahertz attenuated total internal reflection spectroscopy

Zamana dayalı terahertz azalan toplam iç yansıma spektroskopisi

  1. Tez No: 687497
  2. Yazar: ATABERK ATALAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ALTAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Bu tezde, Terahertz frekansında yüksek soğurucu özellikler gösteren ve bundan dolayı diğer yaygın olarak kullanılan geçişli teraherz spektroskopi tekniklerini etkisiz kılan materyalleri zararsız (yıkıcı olmayan) bir şekilde incelemek için Azalan Toplam İç Yansıma prensibini temel alarak bir Zamana Dayalı Terahertz Spekstroskopi sistemi kurulmuştur. Sistemin örneksiz ölçüm yanıtı ve örnekli ölçüm yanıtı karşılaştırıldığında kullanılan örneklerin kırıcılık indislerinin gerçek ve sanal kısımları dolayısıyla zaman ve büyüklük ölçeklerinde farklılıklar oluşmaktadır. Zamana ve frekansa dayalı bir dizi sinyal işleme ve matematiksel hesap serisinin ardından örneklerin optik özellikleri elde edilmiştir. THz sinyali iki InGaAs fotoiletken anten vasıtası ile üretilmiş ve tespit edilmiştir. Sistem bant genişliği 1 THz olarak ölçülmüştür. Üretilen THz ışını eksendışı parabolik aynalar ile yönledirilmiş ve bir Silikon (Si) prizmanın içerisine doğru, prizma tabanında iç yansıma elde edecek şekilde odaklanarak gönderilmiştir. Işının prizma tabanına geliş açısı 51.6 derecedir. Tabanda odaklanan ışığın odak nokta çapı 4 mm olarak ölçülmüştür. Sistemin etkinliğini ölçmek için elektromanyetik spektrumun THz bölgesinde istisnai derecede yüksek soğuruculuk gösteren su incelemiş ve sonuçları sunulmuştur. Ek olarak, Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi tarafından hazırlanan ve içlerinde farklı lezyonlar barındıran ağız doku örnekleri de THz-ATR tekniğinin yüksek oranda su içeren biyolojik örneklerin analizindeki performansını değerlendirmek amacıyla incelenmiştir. Sonuç olarak, bu sistem kullanılarak yüksek soğurucu özellikler gösteren su ve su içeren diğer materyallerin de terahertz frekansında zaman ve frekans uzayı analizi ile optik karakerizasyonunun yapılabileceği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, a Terahertz Time Domain Spectroscopy system based on the Attenuated Total Internal Reflection principle (THz ATR-TDS) was constructed in order to non-destructively evaluate materials which show high absorptive characteristics at THz frequencies and therefore prove other widely used THz transmission spectroscopy methods ineffective. The response of the system without a sample differs in amplitude and in time scale when compared to a sample measurement due to the real and imaginary parts of the refractive index of the samples. Through an analysis of the interaction of the THz field with the sample and signal processing in time and frequency domain, optical properties of samples in the THz frequency range were obtained. The THz signal was generated and detected by two InGaAs based photoconductive antennas (PCA) and a bandwidth up to 1 THz was obtained. Generated THz beam was guided by off-axis parabolic mirrors and then focused inside a Si (Silicon) prism to reflect internally at the base with an incidence angle of 51.6 degrees according to the total internal reflection (TIR) principle. The diameter of the focal point at this surface was measured to be 4 mm. Measurements of water which has exceptionally high absorption in the THz region of the electromagnetic spectrum were presented in order to assess the effectiveness of the constructed spectroscopy system. In addition, mouth tissue samples with different types of lesions prepared by the Faculty of Dentistry of Ankara University in Ankara, Turkey were investigated to determine the efficiency of the THz ATR-TDS technique in the analysis of biological samples which contain a high amount of water. It has been shown that by using this system, high absorptive materials such as water and other various water containing samples could be optically characterized at THz frequencies through time and frequency domain analysis.

Benzer Tezler

  1. Biological applications of terahertz time-domain attenuated total reflection spectroscopy

    Zamana bağlı zayıflatılmış toplam yansıma terahertz spektroskopisinin biyolojik uygulamaları

    MELİS GELGEÇ ERGEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALTAN

  2. Time domain terahertz spectroscopy: construction of the setup and application in analysis of active pharmaceutical ingredients

    Zaman çözülümlü terahertz spektroskopi: Sistem kurulumu ve ilaç etkin madde analizi üzerine uygulama

    YUSUF SAMET AYTEKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK

  3. Development of compact terahertz time-domain terahertz spectrometer using electro-optic detection method

    Elekro-optik belirleme yöntemi ile kompakt atılımlı terahertz spektrometre geliştirilmesi

    MUKADDES MELİZ METBULUT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HAKAN ALTAN

  4. Development of a compact time-domain terahertz spectrometer using photoconductive antenna detection method

    Fotoiletken anten belirleme yöntemi ile kompakt atılımlı terahertz spektrometre geliştirme projesi

    ÜMMÜGÜL ERÖZBEK GÜNGÖR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. SİNAN BİLİKMEN

    ÖĞR. GÖR. HAKAN ALTAN

  5. Material characterization with terahertz time-domain spectroscopy

    Zaman eksenli terahertz spektroskopisi ile materyal karakterizasyonu

    DEVRİM KÖSEOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. DR. SİNAN BİLİKMEN

    YRD. DOÇ. DR. HAKAN ALTAN