Beam shaping based laser ablation for fabrication of micro features
Mikro yapıların imalatı için ışın şekillendirme esaslı lazer ablasyonu
- Tez No: 717334
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ARPALİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ENDER YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankaya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- Şekillendirilmiş lazer hüzmelerinin yüksek saçılmalı ortamla etkileşimleri
Interactions of shaped laser beams with highly scattering media
TANSU ERSOY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Laser scanning based autostereoscopic 3D display
Lazer tarama temelli gözlük gerektirmeyen üç boyutlu görüntüleme sistemi
ERDEM ERDEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÜREY
- Design and implementation of a dynamic laser beam shaping system
Dinamik lazer hüzme şekillendirme sisteminin tasarım ve uygulaması
DINA YAQOOB MATTI ALSAKA
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP ALTAY ARPALİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR ARPALİ
- Akusto-optik etkileşimin incelenmesi ve kızılötesi lazer uygulamaları
Examination of acousto-optic interaction and infrared laser applications
MEHMET ZİYA KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM TUNA ÖZDÜR
DOÇ. DR. ZİYA GÜRKAN FİGEN
- Lidar için optik sistem tasarımı
Optical system design for a lidar
HAKAN ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. CANKUT ÖRMECİ