Time domain terahertz attenuated total internal reflection spectroscopy
Zamana dayalı terahertz azalan toplam iç yansıma spektroskopisi
- Tez No: 687497
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ALTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALTAN
- 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
2016
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK
- 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
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ALTAN
- 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
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. SİNAN BİLİKMEN
ÖĞR. GÖR. HAKAN ALTAN
- Material characterization with terahertz time-domain spectroscopy
Zaman eksenli terahertz spektroskopisi ile materyal karakterizasyonu
DEVRİM KÖSEOĞLU
Doktora
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. SİNAN BİLİKMEN
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ALTAN