Fotonik kristal tabanlı terahertz metamalzeme tasarımı ve uygulamaları
Photonic crystal based terahertz metamaterial design and applications
- Tez No: 1002719
- Danışmanlar: PROF. DR. EMİN ÜNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İskenderun Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, terahertz (THz) frekans aralığında çalışan metamalzeme tabanlı sinyal soğurucu yapılar üzerine beş özgün tasarım geliştirilmiş ve elektromanyetik performansları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Çalışmalarda ZnSe, VO2 ve Grafen gibi farklı malzemeler ile fraktal, petek ve çok geometrili rezonatör mimarileri kullanılarak geniş bantlı, çok bantlı ve ayarlanabilir soğurma özellikleri elde edilmesi hedeflenmiştir. Geliştirilen tasarımlar elektrik alan, manyetik alan, yüzey akımı, polarizasyon ve geliş açısı analizleriyle kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir. Tezin ilk çalışmasında, ZnSe alt tabakası üzerinde oluşturulan fraktal halka rezonatörleri 45,5 ve 56,7 THz aralığında ultra geniş bantlı soğurma sağlamış, TE ve TM modlarında kararlı, polarizasyondan bağımsız bir yapı sunmuştur. İkinci çalışmada VO2'nin sıcaklığa bağlı iletkenlik değişimi kullanılarak 4 THz, 13 THz ve 21 THz'de üç bantlı ayarlanabilir bir sinyal soğurucu tasarlanmıştır. Üçüncü çalışmada VO2 tabanlı petek mimarisi kullanılarak 1,5 ile 6,5 THz aralığında dört farklı rezonans modu elde edilmiştir. Dördüncü çalışmada kare ve üçgen rezonatörlerin birleşimiyle 5,86 THz, 9,35 THz ve 13,89 THz frekanslarında yüksek soğurma seviyeleri elde edilmiştir. Beşinci çalışmada ise Grafenin kimyasal potansiyel ile ayarlanabilir yüzey iletkenliğinden yararlanılarak 10 THz ile 60 THz aralığında çok bantlı ve geniş bantlı bir sinyal soğurucu geliştirilmiştir. Beş tasarım birlikte değerlendirildiğinde metamalzeme tabanlı sinyal soğurucuların THz teknolojilerinde sunduğu yüksek tasarım esnekliği, ayarlanabilirlik ve kararlılık ortaya konmuştur. Elde edilen sonuçlar güvenlik, görüntüleme, sensör sistemleri, elektromanyetik soğurma ve yeniden yapılandırılabilir fotonik bileşenler gibi alanlarda kullanılabilecek yüksek performanslı THz soğurucu yapıların mümkün olduğunu göstermektedir. Bu tez çalışması, metamalzeme tabanlı sinyal soğurucu tasarımına kapsamlı bir yaklaşım sunarak literatüre önemli katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, five novel designs of metamaterial-based signal absorber structures operating in the terahertz (THz) frequency range were developed and their electromagnetic performances were investigated in detail. The studies aimed to achieve broad band, multi band, and tunable absorption properties by using fractal, honeycomb, and multi geometry resonator architectures with different materials such as ZnSe, VO2, and graphene. The developed designs were comprehensively evaluated by electric field, magnetic field, surface current, polarization, and angle of incidence analyses. In the first study, fractal ring resonators formed on a ZnSe substrate provided ultra broad band absorption in the range of 45,5 and 56,7 THz and presented a stable, polarization independent structure in TE and TM modes. In the second study, a three band tunable signal absorber was designed at 4 THz, 13 THz, and 21 THz using the temperature dependent conductivity change of VO2. In the third study, four different resonance modes were achieved in the 1,5 and 6,5 THz range using a VO2 based honeycomb architecture. In the fourth study, high absorption levels were achieved at 5,86 THz, 9,35 THz, and 13,89 THz by combining square and triangular resonators. In the fifth study, a multi band and broad band signal absorber with a range of 10 THz to 60 THz was developed by utilizing the tunable surface conductivity of graphene via chemical potential. When the five designs were evaluated together, the high design flexibility, tunability, and stability offered by metamaterial based signal absorbers in THz technologies were demonstrated. The obtained results demonstrate the feasibility of high performance THz absorber structures for use in areas such as security, imaging, sensor systems, electromagnetic absorption, and reconfigurable photonic components. This thesis contributes significantly to the literature by presenting a comprehensive approach to metamaterial-based signal absorber design.
Benzer Tezler
- Radyoizotop uyarımlı edxrf tekniği ile tortum-suyatağı örneğinin elemental analizi
Başlık çevirisi yok
BAHATTİN ABAY
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ALİ BAKIR
- Nötron self absorpsiyon özelliğinden faydalanarak v, Co, Cu, In, Dy ve Au elementlerinin makroskopik ve mikroskopik termal nötron tesir kesitlerinin ölçümü
Measurement of macroscopic and microscopic thermal neutron cross sections of v, Co, Cu, In, Dy, and Au elements using neutron self absorption property
İSMET ÇELENK
- Sonlu ortamlarda bir veya daha çok saçılma yapmış gammaların Monte Carlo yöntemiyle izlenmesi
Başlık çevirisi yok
ÖMER GEMİCİ
- XRS'le yapılan analizlerde gözlenen temel sayma,escape,pile-up, satellite ve saçılma piklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
RIDVAN DURAK
Doktora
Türkçe
1993
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. YUSUF ŞAHİN
- Doğu Karadeniz dip tortularının x-ışını floresans yöntemiyle incelenmesi
Başlık çevirisi yok
UĞUR ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN KOPYA