Design of optomechanical sensing devices based on Al2O3 platform
Optomekanik algılama cihazlarının Al2O3 tabanlı platformlarda dizaynı
- Tez No: 806428
- Danışmanlar: PROF. DR. FERİDUN AY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Işık çok uzun süredir hayatımızda yer almaktadır. Sonuç olarak, ışığın iletilmesi ve yansımasına dayalı çalışma prensibine sahip cihazlar icat edilmiştir. Bu çalışmada entegre halka rezonatör tabanlı sensörlerin, tasarımı ve analitik hesaplamaları ana konuyu oluşturmaktadır. Kullanımdaki standart MEMS'e benzer şekilde, MOEMS yapıları incelendiğinde hassasiyet, gürültü ve şok değeri gibi kilit alanlarda üstün sonuçlar verir. Tasarlanan cihazları oluşturmak için Al2O3 tabanlı tek modlu bir sırt dalga kılavuzu geometrisi ve bir halka rezonatör kullanılmıştır. Entegre devre için yüksek kırılma indeksi, nadir toprak iyon katkısı, yüksek ışık yakalama, minimum kayıp, kararlılık, şeffaflık ve optik fiberlere uyarlanabilirlik gibi üstün özellikler Al2O3 tarafından sağlanmaktadır. MOEMS ivmeölçeri, Al2O3'ten oluşan bir halka rezonatör kullanılarak oluşturulabilir. Sistem, konsol yapısının ivme kaynaklı bükülmesinin, halka rezonatörün kırılma indeksini değiştirip, dalga boyu kaymasının ölçümü teorisine dayanmaktadır. Tasarlanan ivme ölçerin optik ve mekanik analizleri yapılmıştır. Bu optimizasyon araştırmasında FDTD ve FEM gibi sayısal teknikler kullanıldı. Analiz sonucunda toplanan parametreler cihazın iyileştirilmesinde kullanılmıştır. Çalışma, piyasadakilerden daha hassas, aynı zamanda daha ucuz, darbe direnci daha yüksek ve gürültü oranı düşük bir ivmeölçer tasarlandığını ortaya koydu.
Özet (Çeviri)
Light has been used for a very long time. As a result, equipment with principles of operation based on the transmission and reflection of light has been created. In this paper, integrated ring resonator-based sensors are the main subject of design and analytical studies. Like standard MEMS in operation, studying MOEMS structures produces superior results in key areas including sensitivity, noise, and shock value. A single-mode ridge waveguide geometry and an Al2O3-based ring resonator form the designed devices. Superior features like a high refractive index, rare earth ion doping, high light confinement, minimal loss, stability, transparency, and adaptability to optical fibers are provided by Al2O3 for the integrated circuit. The MOEMS accelerometer can be created using a ring resonator device formed of Al2O3. The system is based on the theory that the cantilever structure's acceleration-induced bending changes the ring resonator's refractive index, affecting the wavelength shift's measurement. Analyses of the designed accelerometer's optics and mechanics were performed. This optimization research used numerical techniques like FDTD and FEM. The parameters collected as a consequence of the analysis were used to improve the device. The study has revealed that a more sensitive accelerometer that is also less expensive and has high sensitivity and a low noise ratio than those on the market has been created.
Benzer Tezler
- Design, fabrication and characterization of subwavelength-scale distance sensors based on optical directional coupling
Optik yönlü bağlaşım temelli dalgaboyu-altı mesafe ölçüm sensörlerinin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu
SHAHAB BAKHTIARI GORAJOOBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- A one dimensional slot mode photonic crystal nanobeam cavity design for optical bio-sensing applications
Optik biyo-tespit uygulamaları amacıyla tasarlanmış tek boyutlu yarık modlu fotonik kristal kavite
MERTCAN ERDİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR KOCAMAN
- Explorations on optomechanical devices for energy sink applications
Enerji sönümleme uygulamalarında optomekanik aygıtların kullanımı
CHULHYEONG LEE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SELİM HANAY
- Nanomechanical buckling for applications in nonlinear dynamics
Doğrusal olmayan dinamik uygulamalarıiçin nanomekanik bükülme
BERKE DEMİRALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SELİM HANAY
- Preparation of a computer aided design package for optomechanical design of forward looking infrared systems
Kızılötesi görüş sistemlerinin optomekanik tasarımı için bilgisayar destekli tasarım paketi hazırlığı
AHMET ÇAĞRI SEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERES SÖYLEMEZ