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
- Tez No: 848210
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: microwave, polarization converter, vanadium dioxide, metamaterial, PCR, RBW, broadband, terahertz
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim Dalı
- 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
- Characterization of conductive properties of thin films in terahertz region
İnce filmlerin iletkenlik özelliklerinin terahertz bölgesinde karakterizasyonu
MERVE AKKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALTAN
DOÇ. DR. CUMALİ SABAH
- Frequency selective surfaces for terahertz applications
Terahertz uygulamaları için frekans seçici yüzeyler
MEHRAB RAMZAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. ALİ KEMAL OKYAY
Dr. KAĞAN TOPALLI
- 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
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN
- Design and characterization of metamaterials for Terahertz region
Terahertz bölgesi için metamalzeme dizaynı ve karakterizasyonu
MEHMET ALİ NEBİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ALTAN
DOÇ. DR. CUMALİ SABAH
- 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
2011
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER