000 06482nam a2200373 i 4500
999 _c200434932
_d53144
003 TR-AnTOB
005 20230908000940.0
007 ta
008 171111s2018 xxu e mmmm 00| 0 eng d
040 _aTR-AnTOB
_beng
_erda
_cTR-AnTOB
041 0 _atur
099 _aTEZ TOBB FBE ELE YL’18 BAĞ
100 1 _aBağcı, Fehim Taha
_9123484
245 1 0 _aFonksiyonel optik elemanlar için kompozit metayüzeyler /
_cFehim Taha Bağcı.
264 1 _aAnkara :
_bTOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü,
_c2018.
300 _axiv, 43 pages :
_billustrations ;
_c29 cm
336 _2rdacontent
_btxt
_atext
337 _2rdamedia
_bn
_aunmediated
338 _2rdacarrier
_bnc
_avolume
502 _aTez (Yüksek Lisans)--TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Ağustos 2018
520 _aIşığın dalga cephesi manipülasyonu ile genliğinin, polarizasyonunun ve davranışının kontrol edilebileceği bilinmektedir. Günümüzde bu manipülasyonu yapabilen optik elemanlar bulunmaktadır. Bu optik elemanlar geleneksel optik elemanlar olan lensler, aynalar ve optik filtreler gibi optik malzemelerdir. Hacimli ve düz olmayan yapıları itibariyle ışığı yüzey formları sayesinde manipüle ederler. Bu manipülasyon optik malzemelerin yüzey formlarının şekillendirilmesi, kalınlıklarının değiştirilmesi veya yüzeylerine yarıklar açılması ile gerçekleştirilir. Bunun yanında genel olarak ışığın yapı içinde ilerlediği yolun uzunluğu, sistemin çalışma dalga boyundan oldukça fazladır. Bu da kullanılabilir malzemeleri ve üretim süreçlerini limitlemektedir. Üretim süreçleri kesme, taşlama ve parlatma gibi işlemleri içermektedir. Geleneksel optik elemanların sistem haline getirmek için ise sıkı toleranslar ile hizalanması ve tutulması gerekmektedir. Bununla birlikte gelişen giyilebilir, taşınabilir, mobil elektronik ve medikal cihazlar, yer kaplamayan, ucuz ve yüksek performanslı optik sistemlere olan talebi hızla artırmıştır. Yüksek performanslı optik sistemlere olan ihtiyaç ve geleneksel optikteki bu gibi üretim, hacim ve malzeme sorunları yakın geçmişte bu alandaki araştırmaların hızlanmasını ve metayüzeylerin geliştirilmesini tetiklemiştir. Metayüzeyler üzerlerinde bulunan, belirli bir geometrik yapı ve dizilim örgüsüne sahip birim hücre dizisi sayesinde ışığa faz gecikmesi verebilen düz optik yüzeylerdir. Bu tez kapsamında metayüzeylerin farklı tasarım yaklaşımları anlatılarak, çeşitli metayüzey tasarım topolojileri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma ile en verimli olan topoloji belirlenmiştir. Ayrıca metayüzeyler kullanılarak çeşitli uygulamaya yönelik tasarımlar önerilmiştir. Bunlardan biri üç odaklı bir optik sistemdir. 600nm dalga boyunda çalışan bu optik sistem ile metalenslerin birbirine olan mesafeleri değiştirilerek üç farklı odak uzaklığı elde edilmiştir. Son olarak orta kızıl ötesi spektrumda çalışan bir odak düzlemi dizisi metayüzeyler kullanılarak gerçeklenmiştir. Bu çalışma ile polarizasyon bağımsız olarak geniş dalga spektrumunda çalışan ve üstün optical crosstalka sahip bir odak düzlemi dizisi sunulmuştur. Bu odak düzlemi dizisinin verimliliği 0.85 üzerinde elde edilmiştir. Bu tasarımda, odak performansını 0.85’in üzerinde tutulurken, optical crosstalk %2.8’in altında kalmıştır. Bu çalışma metayüzey lens dizisi hassaslığı ve sinyal gürültü oranını artırmak için büyük potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.
520 _aIt is known that the amplitude, polarization and behavior of the light can be controlled through wavefront manipulation. Currently, there are optical elements that can achieve such a manipulation. These optical elements are conventional optical components such as lenses, mirrors and optical filters. Due to their bulky and uneven structures, they manipulate light with their surface forms. This manipulation is accomplished by shaping the surface forms of the optical materials, changing their thickness or opening slits on their surfaces. However, in general, the length of the path the light travels in the structure is considerably larger than the operating wavelength of the system. This severely limits the range of materials that can be employed and also complicates the fabrication processes, which include cutting, grinding and polishing. In addition, conventional optical elements need to be aligned and retained with tight tolerances. Together with this, wearable, portable, mobile electronic and medical devices have rapidly increased demand for low-cost, high-performance optical systems that are compact in size. The need for high-performance optical systems and such production, volume and material problems in traditional optics has recently triggered the acceleration of research in this area and the development of metasurfaces. The metasurfaces are flat optic surfaces that can control the phase of the light by their nanopillar array with a certain array of patterns. In this thesis, different design approaches of metasurface are explained and various metasurface design topologies are compared. With this comparison, the most efficient topology has been identified. In addition, various application designs are proposed by using metasurfaces. One of these is a three-focus optical system. With this optical system operating at a wavelength of 600nm, the distances between the metalenses are changed to achieve three different focal lengths. Finally, a focal plane array operating in the mid-infrared spectrum is implemented using metasurfaces. This paper presents a polarization independent focal plane array operating in wideband spectrum with superior optical crosstalk. The efficiency of this focal plane array was obtained above 0.85. In this design, focusing efficiency is above 85% while optical crosstalk is below 2.8%. This study has shown that meta-lens array has great potential to increase the sensitivity and the signal-tonoise ratio.
650 7 _aTezler, Akademik
_2etuturkob
_932546
653 _aMetayüzeyler
653 _aMetalensler
653 _aOdak düzlemi dizileri
653 _aMetasurfaces
653 _aMetalenses
653 _aFocal plane arrays
710 _aTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi.
_bFen Bilimleri Enstitüsü
_977078
856 4 0 _uhttps://tez.yok.gov.tr/
_3Ulusal Tez Merkezi
942 _cTEZ
_2z