Geri Dön

950-1050 nm dalgaboylu lazer kavitesinin oluşturulması

Creation of 950-1050 nm wavelength laser cavity

  1. Tez No: 869097
  2. Yazar: FİKRİYE EDA BULUT
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM ALTUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 66

Özet

Yarı iletken lazerler temel olarak iki temel grupta incelenirler ve düşey dış kovuklu yüzey ışımalı lazerler (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser- VECSEL) bantlar arası geçiş yapan lazer grubundadır. VECSEL çipi iki ana kısımda oluşur: i) Dağınımlı Bragg Yansıtıcısı (Distributed Bragg Reflector-DBR) ve ii) Aktif bölge. DBR yüksek yansıtıcılığa sahip aynadır, aktif bölge ise kazanç bölgesini oluşturur. VECSEL'in çalışabilmesi için gerekli olan lazer kovuğu ise harici olarak çıkış kuplörü OC (Output Coupler) kullanılarak elde edilir. Rezonans lazer kavitesinde DBR ile OC arasında meydana gelir. Bu tez çalışmasında VECSEL çipi GaAs alttaş üzerine büyütülmüş GaAs/AlAs DBR'den, kazanç bölgesi ise InGaAs/GaAs kuantum kuyularından oluşmaktadır. Çalışmada yüksek güç ve verim amaçlandığından flip-chip metodu ile fabrikasyon gerçekleştirilmiştir. Bunun için sırasıyla metalizasyon, indiyum lehimleme, ıslak aşındırma ve dielektrik işlemleri gerçekleştirilmiştir. Fabrikasyon işlemi sonrasında fotolüminesans ve reflektans ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Fotolüminesans ölçümündeki pik dalgaboyu ile reflektans ölçümündeki dip noktası örtüşmektedir. Bu nokta VECSEL'in çalışma dalga boyunu göstermektedir. Fabrikasyon sonrası lazer kavitesinin kurulması, hizalanması ve lazer ışımasının elde edilmesi üzerine çalışılmıştır. Öncelikle 976 nm dalgaboyunda hizalama lazeri kullanılarak“beam walking”yöntemi ile kavite hizalaması gerçekleştirilmiştir. Hizalama sonrası, lazer kavitesi dört farklı OC için kurulmuştur. %1 geçirgenliğe ve sırasıyla 50, 75 ve 100 mm eğrilik yarıçapına sahip OC'ler kullanılarak oda sıcaklığında maksimum 2 W çıkış gücü elde edilmiştir. Ancak bu tez çalışmasında hedeflenen verim değerine ulaşılamamıştır. Son olarak kazancın artırılması, VECSEL çipinin korunması için %2 geçirgenliğe sahip 75 mm eğrilik yarıçapına sahip OC kullanılarak elde edilen lazer ışıması da 3,02 W lazer ışımasının üzerine çıkılmıştır. Optik verim %25,9 ve M2 değeri 1,03 elde edilmiştir. Bu değerler ile çalışmadaki hedefler sağlanmıştır ve tez çalışması başarı ile sonlandırılmıştır.

Özet (Çeviri)

Semiconductor lasers are basically examined in two basic groups and vertical external cavity surface emitting lasers (VECSEL) are in the group of lasers that have interband transitions. The VECSEL chip consists of two main parts: i) Distributed Bragg Reflector (DBR) and ii) active region. The DBR is the high reflectivity mirror, while the active region forms the gain region. The laser cavity required for VECSEL to work is obtained externally by using the Output Coupler (OC). Resonance occurs between DBR and OC in the laser cavity. In this thesis study, the VECSEL chips, consists of GaAs/AlAs DBR grown on GaAs substrate and the gain region consists of InGaAs/GaAs quantum wells, are used. Since high power and efficiency are aimed in the study, it is fabricated with the flip-chip method. For this, metallization, indium soldering, wet etching and dielectric processes are carried out, respectively. After the fabrication process, photoluminescence and reflectance measurements are carried out. The peak wavelength in the photoluminescence measurement coincides with the minimum in the reflectance measurement. This sharp decrease represents the operating wavelength of VECSEL. After fabrication, the establishment and alignment of the laser cavity and the acquisition of laser radiation are studied. First of all, cavity alignment is performed with the“beam walking”method using an alignment laser at a wavelength of 976 nm. After alignment, the laser cavity is set up for four different OCs. By using OCs with 1% transmission and curvature radius of 50, 75 and 100 mm, respectively, a maximum output power of 2 W is obtained at room temperature, but the efficiency value can not be reached according to the thesis study requirements. Finally, in order to increase the gain and protect the VECSEL chip, the laser radiation obtained by using OC with a transmittance of 2% and a radius of curvature of 75 mm has exceeded the 3.02 W laser irradiance. The optical efficiency is 25.9% and the M2 value is 1.03. With these values, the study requirements are met and the project is successfully terminated.

Benzer Tezler

  1. Development of near infrared emitting Ag2X (X: S and Te) quantum dots and hybrid nanoparticles

    Yakın kızılötesi bölgesinde ışıyan Ag2X (X: S and Te) kuantum noktacıklarını ve hibrit nanoparçacıklar

    İBRAHİM HOCAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilim ve TeknolojiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAVVA F. YAĞCI ACAR

  2. Reaktif spark plazma yöntemi ile kalsiyum karbonat katkılı alüminyum oksinitrürün üretimi, karakterizasyonu ve özellikleri

    Production, characterization and properties of CaCO3 doped AlON with reactive spark plasma sintering

    SAMET KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN

  3. Farklı basınçlarda R404a gazı kullanılan bir soğutma sistemi performansının belirlenmesi

    Determination of parsley and banana storage performance in a cooler using R404a gas in different pressures

    BURCU AKSÜT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    ZiraatTokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi

    Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN POLATCI

  4. 4340 ıslah çeliğinin bilyalı dövme ve kutu borlama ardışık uygulamaların mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effects of 4340 mastering steel of ball forging and box boring sequential applications on microstructural and mechanical properties

    İSMAİL BUĞRA BOZKURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OKAN ÜNAL

  5. St 37 çeliğinin mekanik ve termal yüzey işlemleri uygulamaları ile mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of St 37 steel on mechanical and thermal surface treatments and the effects of microstructural and mechanical properties

    HAKAN ÇAĞLAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. OKAN ÜNAL