Geri Dön

Beam shaping based laser ablation for fabrication of micro features

Mikro yapıların imalatı için ışın şekillendirme esaslı lazer ablasyonu

  1. Tez No: 717334
  2. Yazar: İLKİM İLAYDA CENGİZ DAYMAZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ARPALİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ENDER YILDIRIM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çankaya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Bu çalışmada, lazer ışınının Polimetilmetakrilat (PMMA) malzemesi üzerindeki termal etkileri, ışın şiddeti ve gücü gibi bazı lazer ışın parametreleri temel alınarak incelenmiştir. Lazer ışınının etkisini gözlemlemek için bir lazer işleme cihazı tasarlanmış ve uygulanmıştır. Bu platform kullanılarak, yüzey işleme için gauss ışınlarının termal özellikleri, tarama hızı ve işlem süresi gibi lazer işleme parametreleri açısından hem teorik hem de deneysel olarak araştırılmıştır. Ayrıca PMMA üzerinde Gauss ışını ve Flat ışını ablasyonuna dayalı olarak mikro delikler ve mikro kanallar oluşturulmuştur. Deneysel sonuçlar, teorik hesaplamalar ve simülasyon ile karşılaştırıldığında, lazer tarama hızı arttıkça ısıdan etkilenen bölgenin zamanla değiştiği ve sıcaklık dağılımının azaldığı gözlemlenmiştir. Üretilen mikro kanallar ablasyon derinliği ve şekli açısından analiz edilmiştir. Teorik sonuçların deneylerle iyi bir şekilde uyumlu olduğu gözlenir. Bu çalışmada, ışın şekillendirmenin yüzey işlemine etkisini belirlemek için düz tepeli kirişler de deneysel olarak üretilmiştir. Üretilen ışınların PMMA üzerinde etkinliğini göstermek için mikro kanal üretimi için lazer parametreleri kontrol edilerek deneysel bir delme işlemi gerçekleştirilmiştir. Lazer gücü ve malzemenin ısıya maruz kalma süresi arttıkça işlenmiş yüzeyin derinliğinin arttığı, lazerin tarama hızı arttıkça krater derinliğinin azaldığı gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the thermal effects of the laser beam on a Polimetilmetakrilat (PMMA) material are studied based on some laser beam parameters such as beam intensity and power for the fabrication of micro features. A laser ablation device is designed and implemented to observe the effect of the laser beam. By using this platform, the thermal properties of Gaussian beams were investigated both theoretically and experimentally for the surface treatment process in terms of laser processing parameters such as scan speed and processing time. Furthermore, based on Gauss beam and Flat beam ablation on PMMA, micro holes and microchannels were fabricated. When the experimental results are compared with the theoretical calculations and simulations, it is observed that the heat-affected zone changes with time, and the temperature distribution decrease as the laser scanning speed increases. Produced microchannels were analyzed in terms of ablation depth and shape. It is observed that theoretical results are well supported by experiments. In this work, to determine the influence of beam shaping on PMMA Flat-topped beam is also experimentally generated. To show the efficiency of generated beams on PMMA, an experimental drilling process was carried out by controlling the laser parameters for microchannel production. It has been observed that the depth of the machined surface increases as the laser power and the heat exposure time of the material increase, while the depth of the crater decreases as the scanning speed of the laser increases.

Benzer Tezler

  1. Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri

    Interactions of shaped laser beams with highly scattering media

    TANSU ERSOY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK

  2. Laser scanning based autostereoscopic 3D display

    Lazer tarama temelli gözlük gerektirmeyen üç boyutlu görüntüleme sistemi

    ERDEM ERDEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN ÜREY

  3. Design and implementation of a dynamic laser beam shaping system

    Dinamik lazer hüzme şekillendirme sisteminin tasarım ve uygulaması

    DINA YAQOOB MATTI ALSAKA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP ALTAY ARPALİ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ARPALİ

  4. Akusto-optik etkileşimin incelenmesi ve kızılötesi lazer uygulamaları

    Examination of acousto-optic interaction and infrared laser applications

    MEHMET ZİYA KESKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM TUNA ÖZDÜR

    DOÇ. DR. ZİYA GÜRKAN FİGEN

  5. Lidar için optik sistem tasarımı

    Optical system design for a lidar

    HAKAN ÇETİNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. CANKUT ÖRMECİ