Hiperbolik metamalzemeler içeren fotonik kristaller
Photonic crystals containing hyperbolic metamaterials
- Tez No: 922205
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK ŞAFAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı dielektrik yapıların periyodik olarak dizilmesiyle oluşan fotonik kristaller ile hiperbolik metamalzemelerin birleşimi sonucu elde edilen 1-D hiperbolik metamalzeme içeren fotonik kristaller (1-D PCCH) incelenmiştir. Bu bağlamda, öncelikle fotonik kristal yapı ve fotonik band aralığı kavramları kısaca gözden geçirilmiş, ardından, hiperbolik metamalzemeler ve bu tür malzemelerin temel fiziksel özellikleri detaylı biçimde açıklanmıştır. Fotonik yapı hesaplamalarında yaygın biçimde kullanılan Transfer Matris Metodu (TMM) ve özellikle metamalzemelerin etkin dielektrik geçirgenliklerinin hesaplanmasında kullanılan Etkin Ortam Yaklaşımı (EMA) yöntemleri anlatılmıştır. Sonuçlar kısmında ilk olarak, 1 boyutlu fotonik kristaller için en basit ve iyi bilinen bir örnek olan Bragg aynası ele alınmış ve bu yapının temel optik özellikleri ile band yapısı hesaplanmıştır. Ardından hiperbolik metamalzemelerin temel özelliklerini belirlemek ve farklı metal/dielektrik malzemelerden oluşturulan hiperbolik metamalzemelerin bu özelliklerinin doluluk oranına bağlı olarak nasıl değiştiğini anlamak amacıyla, örnek bazı hiperbolik metamalzeme yapılar üzerinde hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Son olarak, tez çalışmasının en önemli aşaması olan gelme açısından bağımsız tepkiler gösteren 1-D PCCH (1 boyutlu fotonik kristal içeren hiperbolik metamalzeme) yapılar incelenmiş ve [(AB)nD]m şeklinde tasarlanan bu tür yapıların optik özellikleri (yansıma ve soğurma spektrumları) hesaplanmıştır. Tasarlanan bu tür yapılarda, metal olarak Ag (gümüş) ve dielektrik malzeme olan MgO kullanılmıştır. Elde edilen optik spektrumların metamalzeme doluluk oranına ve heteroyapının n ve m periyot değerlerine bağlılığı analiz edilmiştir. Optik spektrumlar iki kutuplanma (TM ve TE) durumu için de belirlenmiş ve görünür bölgeyi kapsayan bir spektral aralıkta hesaplama yapılmıştır. Doluluk oranının f = 0.5 değeri için ve TM moduna karşılık gelen kutuplanma durumunda, mükemmele yakın bir açıdan bağımsız spektral tepki elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, 1-D photonic crystals containing hyperbolical metamaterial (1-D PCCH), which obtained by combining the photonic crystals made by periodically arranged different dielectric materials and the hyperbolical metamaterial, are investigated. In this context, firstly, the concepts of photonic crystal structure and photonic band gap are briefly reviewed, after that, hyperbolical metamaterials and basic physical properties of them are explained in some detail. Transfer Matrix Method (TMM), used commonly in the photonic structure calculations, and also, Effective Medium Approximation (EMA), specially used in the determination of effective dielectric permittivity in metamaterials are explained. In the Results section, firstly, the Bragg mirror, being the simplest and well-known example for the one-dimensional photonic crystals, is discussed and basic optical properties and band gap structure of it are calculated. Later, on the purpose of clarify the fundamental properties of hyperbolical metamaterials and also understand that how change the properties of the hyperbolic metamaterials composed of different metal/dielectric materials with the filling factor, some calculations are performed in a set of different hyperbolic metamaterials. Finally, as an important stage of this thesis, 1-D PCCH structures (1-D Photonic Crystals Containing Hyperbolic metamaterial), which exhibited angle-insensitive spectral responses, are investigated and optical properties (reflectivity and absorption spectra) of these structures, designed in form of [(AB)nD]m are calculated. In this kind of structures, Ag (silver) and MgO (Magnesium Oxide) are employed as metal and dielectric materials, respectively. The dependencies of the obtained optical spectra upon the metamaterial fill factor and also, n and m period numbers, are analyzed. The relevant optical spectra are determined for both of the polarization states (TM and TE) and besides, the calculations are performed over the spectral range containing the visible region. For f = 0.5 fil factor value and also for the TM mode polarization, near the perfect angle-insensitive spectral responses are obtained.
Benzer Tezler
- Hiperbolik metamalzemeler
Hyperbolic metamaterials
SEVİNÇ EŞEN
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK ŞAFAK
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Beton basınç dayanımının hızlandırılmış deneyle saptanması
Başlık çevirisi yok
ALİ TÜREN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERBİL ÖZTEKİN