Design, production and performance analysis of a multi-pass matrix optical system for trace spectroscopy
Eser miktarda bulunan madde spektroskopisi için çoklu geçiş matris optik sistemi tasarımı, üretimi ve performansı
- Tez No: 694524
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPAN BEK, DR. ULAŞ KÜRÜM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Physics and Physics Engineering, Defense and Defense Technologies
- 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: 121
Özet
Bu çalışmada, kurulması planlanan atmosferik eser gaz ölçüm sistemi için çok geçişli matris optik sistemin (ÇGMS) tasarımı ve üretimi anlatılmaktadır. Ölçüm sistemi, çeşitli termal koşullarda sisteme çeşitli atmosferik gazların salınmasıyla sentetik atmosfer konfigürasyonlarının elde edilebildiği, sızdırmaz vakumlu bir odadır. ÇGMS, spektroskopik ölçümlerin hassasiyetini artırmak amacıyla, kavite içindeki optik yolu uzatmak için tasarlanmıştır. Üç objektif ve iki alan aynasından oluşan modifiye edilmiş bir Chernin hücre tasarımı olan optik sistem, kavite boyunca 288'e kadar geçiş elde etmek için ayarlanabilmektedir. Ayna sisteminin tasarım parametreleri ve optimum konfigürasyon, OpticStudio yazılımı ile ışın izleme tekniği kullanılarak simüle edilmiştir. Simülasyon sonucu performans çıktısı ve optik kusurlar analiz edilmiştir. Analiz sonucunda geometrik kaybın ve astigmatizmin ihmal edilebilir olduğu, eksen dışı açıların küçük olduğu ve odak özelliklerinin korunduğu gösterilmiştir. ÇGMS'nin performans deneyleri, açık atmosfer ortamına yerleştirilmiş bir optik küvet aracılığıyla süper sürekli lazer kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Soğurucu ve saçıcı davranışını simüle etmek için iki tip numune seçilmiştir. Kristal viyole (CV) ve polipropilen (PP) için görünür spektral bölgede farklı geçiş sayıları ve farklı konsantrasyonlar için soğurum ve saçılma spektroskopisi yapılmıştır. Analiz sonucunda küvetli ölçüm sistemi için optimum geçiş sayısı 4x4 matris düzeni ile 32 olarak belirlenmiştir. CV için minimum algılama limitinin 2.48 nM ve PP için 16.8 µM olduğu bulunmuştur. Sonuçlar alternatif spektroskopi teknikleri ile karşılaştırılmıştır. Performans çalışmaları ve karşılaştırmalar ÇGMS'nin atmosferik çalışmalardan çevre bilimine kadar birçok alanda moleküllerin ve saçıcı mikropartiküllerin tespit ölçümleri için kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Sistem, diğer ölçüm teknikleri ile rekabet edebilir, güvenilir, basit, düşük maliyetli, hızlı ve taşınabilir bir çözüm sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The design and fabrication of a multi-pass matrix optical system (MMS) for the atmospheric trace gas measurement system planned to be established is described. The measurement system is a sealed thermal vacuum-capable chamber in which synthetic atmosphere configurations can be obtained by releasing various gases into the system. To increase the sensitivity of spectroscopic measurements, a MMS is designed to extend the optical path inside the chamber. The system, which is a modified Chernin cell design consisting of three objectives and two field mirrors, is adjustable to acquire up to 288 passes along the cavity. The design parameters of the system and the optimum configuration have been determined and simulated utilizing ray tracing technique with OpticStudio. Performance output and optical aberrations have been analyzed. As a result of the analysis, it has been shown that the geometric loss and astigmatism is negligible, off-axis angles are small, and the focal features are preserved. Performance experiments of the MMS were performed using a supercontinuum laser through an optical cuvette placed in open atmosphere environment. Two types of samples are chosen to simulate absorber and scatterrer behaviour. Absorption and scattering spectroscopy in the visible region of crystal violet (CV) and polypropylene (PP) were performed for different passage numbers and different concentrations. As a result of the measurements, the optimum number for the measurement system with a cuvette was determined as 32 with 4x4 matrix arrangement. The detection limit for CV is found to be 2.48 nM and for PP 16.8 µM. The results have been compared to alternative spectroscopy techniques. They show that; the system can be used for detection measurements of molecules and scattering microparticles in many fields ranging from atmospheric studies to environmental science. It offers a reliable, simple, inexpensive, fast and portable solution that can compete with other measurement techniques.
Benzer Tezler
- Metro istasyonlarında yolcu sirkülasyonunun değerlendirilmesi için bir uzman sistem önerisi
An expert system proposal for the evaluation of pedestrian circulation at underground stations
A.GÜLAY PEKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ
- Esnek üretim sistemleri için bir etkin üretim denetleme modeli
An Effective supervisory control model for flexible manufacturing systems
BAHAR KORKUSUZ
Doktora
Türkçe
1989
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÖNÜL YENERSOY
- Kent mobilyaları tasarımında kullanılabilecek kavramsal bir model
Başlık çevirisi yok
SEÇİL YAYLALI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA AYDINLI
- Design and deployment of deep learning based fuzzy logicsystems
Derin öğrenme tabanlı bulanık sistemlerin geliştirilmesi ve uygulanması
AYKUT BEKE
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR