Designs of compact optical devices based on periodic meta-structures
Periyodik meta-yapılar tabanlı optik aygıt tasarımları
- Tez No: 336882
- Danışmanlar: PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fotonik kristaller, Photonic Crystals, Metamaterials, High Contrast Gratings, Slow Light, Optical Demultiplexing, Asymmetric Transmission, Circular Polarization
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İletişim, veri depolama, sensör, fotovoltaik hücreler, mikroskopi, laser ve led gibi uygulamalarda kullanılmak üzere kompakt, üretimi kolay ve yüksek verimli optik aygıtların tasarlanabilmesi için ışığın hareketinin manipülasyonu önem arz etmektedir. Ancak, ışığın daha küçük boyutlarda yapı elemanlarına sahip malzemelerde ilerlemesinin kontrolü saçılımlar, kayıplar ve fabrikasyon hataları nedeniyle oldukça zor bir hal almaktadır. Ayrıca, nano boyutlarda, doğada hazır bulunan malzemeler de bizlere beklenmedik ve üstün optik özellikler sunmamaktadır. Bu nedenle, ilginç ve üstün optik özelliklere ulaşabilmek için yapay olarak üretilen malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla, fotonik kristaller, metamalzemeler ve yüksek kontrastlı ızgaralar gibi daha yeni sayılabilecek araştırma alanları doğmuştur. Biz de yukarıda bahsedilen yapay malzemeleri kullanarak kompakt ve rahat üretilebilir optik aygıt tasarımları sunmaktayız. Fotonik kristaller kullarak optik çoklayıcı, diyot ve elektro-optik modülatör tasarımları oluşturduk. Metamalzemeler ve yüksek kontrastlı ızgaralar tabanlı dairesel polarizasyon üretimi yapan optik aygıt tasarımı çalışmalarında bulunduk. Son olarak ise, kiral metamalzemelerde tek yönlü iletim ve polarizasyon manipülasyonu fenomenlerini inceledik. Çogu çalışmamız için, elde ettiğimiz teorik ve nümerik bulguları deneysel sonuçlarla doğrulamayı başardık. Sonuç olarak ise, yapay olarak üretilmiş yapıların nano boyut tasarımlarda ışığın kontrol edilmesi için bizlere önemli fırsatlar doğurabileceği bilgisine ulaştık. Anahtar s¨ozc¨ukler: Fotonik Kristaller, Metamalzemeler, Y¨uksek Kontrastlı Izgaralar, Yava¸s I¸sık, Optik C¸ oklama, Asimetrik ?Iletim, Dairesel Polarizasyon.
Özet (Çeviri)
Manipulation of the flow of light is demanded for several applications such as communication, data storage, sensor, photovoltaic cells, microscopy, lasers and light emitting diodes for the purpose of designing compact, high-throughput and high efficiency optical devices. Nevertheless, the control of the propagation of the light becomes much harder in devices with smaller geometries mostly because of diffractions, loss mechanisms and fabrication difficulties. Furthermore, materials that are already available in the nature do not provide unprecedented optical properties for nanoscale optical applications. Due to this fact that fabrication of artificial materials is needed for utilizing novel and intriguing optical devices. For this purpose, some relatively new research fields have emerged like photonic crystals, metamaterials and high contrast gratings. We propose several designs based on aforementioned meta-structures to achieve compact and practically realizable optical devices. We presented compact optical demultiplexer, diode-like device and electro-optic modulator designs that are based on photonic crystals. We also proposed two circular polarizer designs based on metamaterials and high contrast gratings. Further, we investigated unidirectional transmission and polarization manipulation properties in chiral metamaterials. For most of the proposed designs, we also experimentally verified the numerical and theoretical findings. In conclusion, we can claim that the utilization of artifically structured materials give opportunity to realize the control of light much more easily in nanoscale designs.
Benzer Tezler
- Sabit mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar türbin sistemlerinin kaotik analizi ve senkronizasyonu
Chaotic analysis and synchronization in permanent magnet synchron generator of wind turbine systems
ABDALLAH MOUSSA YAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Vibrational energy harvesting with piezoelectric patches integrated on plate structures
Piezoelektrik malzemeler ile plaka yapıların titreşimlerinden elektrik enerjisi üretimi
MUSTAFA UĞUR ARIDOĞAN
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İPEK BAŞDOĞAN
- Optical readout methods for MEMS cantilever based sensors
MEMS çubuk tabanlı algılayıcılar için optik okuma yöntemleri
ULAŞ ADİYAN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Kalsine dolomit redüksiyonunda geri dönüşüm ürünü alüminyum kullanımının etkisi
The effect of recycling product aluminum use on calcined dolomite reduction
UMUT ALİ SATILMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL