Geri Dön

Terahetz bölgesinde tek katmanlı, yüksek verimli ve geniş band polarizasyon dönüştürücü tasarımı

The polarization converter design based on single-layer, high efficiency and broadband in terahetz region

  1. Tez No: 848210
  2. Yazar: FATİH KADİROĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: microwave, polarization converter, vanadium dioxide, metamaterial, PCR, RBW, broadband, terahertz
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 71

Özet

Amaç: Bu çalışmanın amacı, terahetz bölgesinde uyarlanabilir, yüksek verimli ve geniş bant polarizasyon dönüştürücü tasarımı bilgisayar ortamında gerçekleştirmektir. Yöntem: Çalışmada, polarizasyon dönüştürücü metamalzeme, bir elektromanyetik benzetim programı olan CST Microwave Studio ile tasarlanmıştır. Rezonans frekanslarında akım yoğunluğu, polarizasyon dönüştürücü için yansıma katsayıları, polarizasyon dönüştürme oranları, ortogonal bileşenler ve faz farkları CST Microwave Studio ile simüle edilmiştir. Vanadyum dioksitin dielektrik sabiti Bruggeman etkili ve Drude modeli ile gerçekleştirilerek karşılaştırılmıştır. Bulgular: Tasarlanan metamalzeme, Bruggeman etkili modeli ile vanadyum dioksitin dielektrik sabiti 9 alındığında 5,29-13,68 THz aralığında %90 üzeri polarizasyon dönüştürme oranı (PCR), göreceli bant genişliği (RBW) %88,40, 5,46-13,62 THz aralığında PCR değeri en az %96 olarak hesaplanmıştır. Aynı zamanda, tasarlanan metamalzeme Drude modeli ile vanadyum dioksitin dielektrik sabiti 12 alınarak 5,20-13,61 THz aralığında %90 üzeri PCR, RBW %89,39, 5,35-9,62 THz ile 10,47-12,64 THz aralığında PCR değeri en az %96 olarak hesaplanmıştır. Sonuç: Bu tez çalışmasında Bruggeman etkili modeli ile vanadyum dioksitin dielektrik sabiti 9 alındığında yaklaşık 8,38 THz, Drude modeli ile 12 alındığında yaklaşık 8,41 THz bant genişliğinde %90 üzerinde polarizasyon dönüşüm yapan ve 5,4 μm kalınlığında uyarlanabilir, yüksek verimli bir model oluşturulmuştur. Vanadyum dioksitin sıcaklığa göre iletkenlik seviyesinin değişmesinden dolayı dinamik bir metamalzeme tasarlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Purpose: The aim of this study is to design an adaptable, high-efficiency and broadband polarization converter in the terahetz region in a computer environment. Method: In this study, the polarization converter metamaterial is designed with CST Microwave Studio, an electromagnetic simulation program. Current density at resonant frequencies, reflection coefficients for the polarization converter, polarization conversion ratios, orthogonal components and phase differences were simulated with CST Microwave Studio. The dielectric constant of vanadium dioxide is compared with the Bruggeman effective and Drude model. Findings: The designed metamaterial has a polarization conversion rate (PCR) of over 90% in the range of 5.29-13.68 THz, relative bandwidth (RBW) of 88.40%, and PCR value of at least 96% in the range of 5.46-13.62 THz by taking the dielectric constant of vanadium dioxide 9 with the Bruggeman effective model. At the same time, by taking the dielectric constant of vanadium dioxide as 12 with the designed metamaterial Drude model, PCR over 90% in the range of 5.20-13.61 THz, RBW 89.39%, PCR value at least 96% in the range of 5.35-9.62 THz and 10.47-12.64 THz were calculated. Conclusion: In this thesis study, an adaptable, high-efficiency model with a polarization conversion of over 90% and a thickness of 5.4 μm was created with a bandwidth of approximately 8.38 THz when the dielectric constant of Vanadium dioxide was taken as 9 with the Bruggeman effect model, and approximately 8.41 THz when the dielectric constant of Vanadium dioxide was taken as 12 with the Drude model. A dynamic metamaterial was designed because the conductivity level of vanadium dioxide changes according to temperature.

Benzer Tezler

  1. Characterization of conductive properties of thin films in terahertz region

    İnce filmlerin iletkenlik özelliklerinin terahertz bölgesinde karakterizasyonu

    MERVE AKKAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALTAN

    DOÇ. DR. CUMALİ SABAH

  2. Frequency selective surfaces for terahertz applications

    Terahertz uygulamaları için frekans seçici yüzeyler

    MEHRAB RAMZAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. Dr. ALİ KEMAL OKYAY

    Dr. KAĞAN TOPALLI

  3. Design, fabrication and characterization of novel metamaterials in microwave and terahertz regions: Multi-band, frequency-tunable and miniaturized structures

    Mikrodalga ve terahertz bölgelerinde özgün metamalzemelerin tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu: Çok-bantlı, frekansı-ayarlanabilir ve küçültülmüş yapılar

    EVREN EKMEKÇİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN

  4. Design and characterization of metamaterials for Terahertz region

    Terahertz bölgesi için metamalzeme dizaynı ve karakterizasyonu

    MEHMET ALİ NEBİOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAKAN ALTAN

    DOÇ. DR. CUMALİ SABAH

  5. Fabrication of double mesa structures from superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+d by e-beam lithography for terahertz emission

    Terahertz ışıması için e-demeti litografi ile süper iletken Bi2Sr2CaCu2O8+d?den çift mesa yapıların üretimi

    YASEMİN DEMİRHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER