fotonik 2014 - Fotonik 2016 | 18. Ulusal Optik, Elektro

Transkript

FOTONİK 2014
16. Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştayı
Kocaeli Üniversitesi Morfoloji Binası
05 Eylül 2014
http://fotonik.kocaeli.edu.tr/2014
http://fotonik.kocaeli.edu.tr/2014
FOTONİK 2014 | 16. Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştayı
!!
İÇİNDEKİLER
Amaç.....................................................................................................................................iii
Organizasyon.........................................................................................................................v
Bilimsel Program...................................................................................................................vii
Poster Bildirileri Listesi...........................................................................................................ix
Davetli Konuşmacı Bildiri Özetleri...........................................................................................1
Poster Bildiri Özetleri..............................................................................................................8
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
#i
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
#ii
AMAÇ
!
Bu toplantı, ulusal boyutta optik, elektro-optik ve fotonik konularına yönelik yıllık tek
bilimsel toplantı serisi olan Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştaylarının 16.'sını
oluşturmaktadır. Optik, elektro-optik ve fotonik alanlarının yüksek teknoloji dahilinde ekonomik
katkısı büyük, savunma ve sağlık gibi stratejik sanayilerde uygulamaları geniştir. Bu nedenlerden
dolayı, bu konularda ulusal düzeyde gelişmemiz önemli, bulunduğumuz düzeyin bilinmesi ve
ilerletilmesi kritiktir.
!
Bu toplantıda, ülke çapında optik, elektro-optik ve fotonik konularında akademide ve
endüstride araştırma ve geliştirme çalışması yapan gruplar (bilim insanları, yöneticiler, mühendisler,
lisansüstü öğrencileri vs.) bir araya gelecek ve çalışmalarını birbirlerine sunup, tanışma, görüşme
ve tartışma olanağı bulacaklardır. Bu, gruplar arası ortak çalışmaların başlatılmasına, karşılıklı
destek ve fikir alışverişinde bulunulmasına ve ortak proje başvuruları (örneğin, Avrupa Birliği
Çerçeve Programları) için çalışmalar yapılmasına ön ayak olacaktır.
! Bu şekilde, bu toplantının optik, elektro-optik ve fotonik konularında ülkemizin bilim ve
teknoloji çalışmalarına yarar ve katkı sağlaması beklenmektedir.
!
Toplantı Konuları
! ✴ Fotoalgılayıcılar
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
✴
✴
✴
✴
✴
✴
✴
✴
✴
Elektro-Optik Malzeme ve Cihazlar
Lazerler
Doğrusal Olmayan Optik Aygıtlar
Tümleşik Optik
Optik Lifler
Modelleme ve Simulasyon Yöntemleri
Ölçüm ve Değerlendirme Teknikleri
Kuantum Optiği
Nanofotonik Aygıtlar ve Sistemler
#iii
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
#iv
!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
ORGANİZASYON
Tayfun Akın, ODTÜ
Selçuk Aktürk, İstanbul Teknik Üniversitesi
Arif Demir, Kocaeli Üniversitesi
Birol Erentürk, ASELSAN
Alper Kiraz, Koç Üniversitesi
Ekmel Özbay, Bilkent Üniversitesi
Alphan Sennaroğlu, Koç Üniversitesi
H. Gül Yağlıoğlu, Ankara Üniversitesi
#v
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
#vi
BİLİMSEL PROGRAM
!!
!
08:30-10:00
Kayıt İşlemleri
10:00-10:15
Açılış Konuşmaları
10:15-11:00
Albay Hayri Özden, MSB Ar-Ge ve Teknoloji Dairesi Başkanı
Elektro-Optik'te ARGE'nin Dünü, Bugünü, Yarını
11:00-11:30
Alp Eren Sinan Özcan, ASELSAN
Çok Katmanlı Optik İnce Film Yapıları
11:30-12:00
Hümeyra Çağlayan, Abdullah Gül Üniversitesi
Metamalzeme Temelli Optik Nanodevreler
12:00-14:00
Yemek arası ve poster sunumları (tüm öğleden sonra devam edecek)
14:00-14:30
Giovanni Volpe, Bilkent Üniversitesi
Optical Trapping and Manipulation: From The Measurement of Femtonewton
Forces to Speckle Optical Tweezers
14:30-15:00
Alexandr Jonas, İstanbul Teknik Üniversitesi
Optofluidic Microlasers Based on Liquid Droplet Resonators for Biophotonics
Applications
15:00-15:30
Melikhan Tanyeri, İstanbul Şehir Üniversitesi
Mikroakışkan Tabanlı Sistemler ve Fotonik Uygulamaları
15:30-16:00
Kahve Arası
16:00-16:15
Selçuk Aktürk, İstanbul Teknik Üniversitesi
"2015 International Year of Light" Türkiye Etkinlikleri Tanıtım Konuşması
16:15-16:45
Andrejus Michailovas, EKSPLA UAB Vilnius, Lithuania
Nanosecond Lasers For Spectroscopic Applications
16:45-17:15
Hakan Sayinc, Lazer Zentrium Hannover
Entegre Fiber Lazer Sistemleri ve Uygulamalar
17:15-17:45
Koray Eken, Fiberlast
Femtosaniyeden Milisaniyelere: Fiber Lazerler ile Lazer-Malzeme Etkileşim
Fiziğinin Kontrolü
17:45-18:00
En İyi Poster Ödül Töreni
18:00-19:30
Çalıştay Kokteyli
!!
!!
!!
!!
!!
!!
#vii
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
#viii
!!
!
!
POSTER BİLDİRİLERİ LİSTESİ
Poster
Sayfa No
Poster Başlığı ve Yazarlar
P-1
9
Resonance Energy Transfer-Enhanced Rhodamine–Styryl Bodipy Dyad
And Bodipy Triads Triplet Photosensitizers
Ahmet Karatay, Jie Ma, Xiaolin Yuan, Song Guo, Lihua Ma,Jianzhang Zhao, Betül
Küçüköz, Shengfu Li, Caishun Zhang, Poulomi Majumdar, Xiaohuan Li, H. Gul
Yaglioglu, Mustafa Hayvalı and Ayhan Elmali
P-2
10
Femtosecond Laser Supported Electrophysiology Measurement
System
Ali Aytaç Seymen, Bülend Ortaç
P-3
11
Stereo Hiperspektral Görüntüleme Sistemi
Ali Can Karaca, Davut Çeşmeci, Alp Ertürk, M. Kemal Güllü, Sarp Ertürk
P-4
12
Raman Spektroskopisi ile İzmit Körfezi Deniz Suyunun Moleküler
Analizi
A. Altınpınar, E. Kaçar, E. Akman, M. Güneş, A. Demir
P-5
13
Al2O3 Ridge Waveguide Design for Applications in Active and Passive
Optical Waveguides
Ayberk ÖZDEN, Mustafa DEMİRTAŞ , Feridun AY
P-6
14
N-Vinil Karbazol Bazlı Yeni Bir Elektrokromik Polimer Sentezi Ve
Karakterizasyonu
Aysel ÇAĞLAR, Mehmet YILDIRIM, Uğur CENGİZ, İsmet KAYA
P-7
14
Fraktal Plazmonik Yapılar ile Ayarlanabilir Grafen Modulator
Ayşe Melis Aygar, Semih Çakmakyapan, Bayram Bütün, Ekmel Özbay
P-8
15
Yakın Kızılaltı Spektroskopisi Probunun Başarımının Belirlenmesi için
Sıvı Fantom Düzeneğinin Geliştirilmesi
Ayşegül Tümer,Fırat Şansal, Metehan Güzelgörür, İlyas Tolgahan Çakır, Ata Akın
P-9
16
Explanation Of pH Probe Mechanism In BorondipyrrometheneBenzimidazole Compound Using Ultrafast Spectroscopy Technique
Betül Küçüköz, Gökhan Sevinç, Halil Yılmaz, Gökhan Şirikçi, H. Gul Yaglioglu, Mustafa
Hayvalı, Ayhan Elmalı
P-10
16
Shack-Hartmann Wavefront Sensor And Its Applications
B. Bereket, Ç. Şenel, and C. Birlikseven
P-11
17
Analysis Of Gain And Noise Figure In Different Configurations Of EDFA
Cahit Pınar, Ufuk Paralı
P-12
18
Kazancı Eşleştirilmiş Çıkış Aynası(GMOC) İçeren Kararlı ve Verimli Kerrodaklı Kip Kilitlemeli Cr:LiSAF Lazerleri
Can Cihan, Ersen Beyatli, Ferda Canbaz, Li-Jin Chen, Bernd Sumpf, Götz Erbert, Alfred
Leitenstorfer, Franz X. Kärtner, Alphan Sennaroglu ve Umit Demirbas
P-13
19
Ultra-Small InN Nanocrystal Production by Pulsed Laser Ablation (PLA)
Method
Canan Kurşungöz ve Bülend Ortaç
P-14
20
Preparation of Silica Nanoparticles from Sugarbeet Bagasse by Laser
Ablation
Canan Kurşungöz, Nalan Oya San, Yasin Tümtaş, Öncay Yaşa, Bülend Ortaç ve Turgay
Tekinay
#ix
Poster
Sayfa No
P-15
21
Effect of Silver Nanoparticles Produced by PLA in Different
Concentrations on the Growth of Lemna minor in an Alkaline
Environment
Canan Kursungöz, Esra Üçüncü, Alper D. Özkan, Zeynep E. Ülger, Tolga T. Ölmez,
Turgay Tekinay , Bülend Ortaç, Evren Tunca
P-16
22
Toxicological Effects of Silver Nanoparticles produced by Pulsed Laser
Ablation Method
Canan Kurşungöz, S. Taşkın Taş, Yıldırım Sara, Mustafa F. Sargon, Bülend Ortaç
P-17
22
Lazer Tedavi Tekniğinin Kolaylaştırılmasına Yönelik Model Tasarlama
Cemile Altun, Fatma Uzundemir, Rıfat Rasier, R. Koray Çiftçi
P-18
23
Parabolik Hüzmelerin Otomotiv Aydınlatmasında Uygulamaları
Ceren Altıngöz, Berna Yalızay, Selçuk Aktürk
P-19
23
Titanyum Üzerine Renkli Markalamada Lazer Tarama Hızının Etkisi
E. Yalaza, E. Akman, E. Kacar, A. Demir
P-20
24
Probing Ultrafast Energy Transfer Between Excitons And Plasmons In
The Ultrastrong Coupling Regime
Elif Akhüseyin, Sinan Balci, Coşkun Kocabas, Betül Küçüköz, Ahmet Karatay, H. Gul
Yaglioglu, ve Ayhan Elmali
P-21
24
500 W All-Fiber Ytterbium Doped Fiber Laser
Elif Gül Özkan,ve Bülend Ortaç
P-22
25
MR Görüntüleme Uygulamaları İçin Üretilen RF MEMS Çınlayıcıların
Test Edilmesi ve CMOS Tümleşik Devre Tarafından Sürülmesi
E. Kusakci, M. H. M. Kouhani, B. Camli, A. U. Cakaci, H. Torun ve A. D. Yalcinkaya
P-23
26
New Designed Opto-Mechanical System For Z-Scanning Nonlinear
Measurements
Ferit Artkın
P-24
26
Compressive Sensing Using Millimeter Waves in Reflection Mode
Fırat İdikut, V. Ali Özkan, Sibel Homurlu, Behsat Şahin, Hakan Altan
P-25
27
Stratejik ve Teknolojik Öneme Sahip Yarıiletken Tek Kristallerin Üretimi
Gizem Yıldız, Umut Aydemir, Mustafa Kılınç, Tofig Memmedli
P-26
27
Poli(N-Vinil Karbazol-Ko-Perflorobütiletilen) Kopolimerinin Sentezi,
Optik ve Elektrokromik Özellikleri
Gülizar Elif Özel, Mehmet Yıldırım, Uğur Cengiz, İsmet Kaya
P-27
28
MEMS Tabanlı Terahertz Algılayıcı
H. Bilgin, S. Sadeghzadeh, A. D. Yalçınkaya, H. Torun
P-28
28
On-Chip Plasmonic Imaging Using A Smartphone For On-Site HighThroughput Biosensing
Hasan Guner, Ahmet Emin Topal, Hepi Hari Susapto, Sencer Ayas, Mehmet Celik,
Mustafa O. Guler, Caglar Elbuken, ve Aykutlu Dana
P-29
29
Counting Molecules With A Mobile Phone Camera Using Plasmonic
Enhancement
Hasan Guner, Sencer Ayas, Andi Cupallari , Okan Oner Ekiz, Yasin Kaya, ve Aykutlu
Dana
P-30
29
Hyperstorrm: Hyperspectral Stochastic Optical Reconstruction Raman
Microscopy For Label-Free Super-Resolution Imaging
Hasan Guner, Sencer Ayas , Okan Oner Ekiz, ve Aykutlu Dana
#x
Poster
Sayfa No
P-31
30
Plazmonik Nanoanten Yapılı Terahertz Foto-İletken Antenler
H.M. Bozacı, B. Bütün, T. Kartaloğlu, E. Özbay
P-32
30
Voltajla Kontrol Edilebilir Grafen Tabanlı Süperkapasitor Doyabilen
Soğurucu ile Femtosaniye Darbe Üretimi
I. Baylam, M. N. Çizmeciyan, S. Özharar, E. O. Polat, C. Kocabaş, A. Sennaroğlu
P-33
31
Hava Balonu Temelli LiDAR’ın Mekânsal Analizlerde Kullanımı ve Web
Üzerinden Gerçek Zamanlı Haritalama
Levent Candan, Ersin Arslan ve Elif Kaçar
P-34
32
Fret Lasing In Microdroplets Sit On A Superhydrophobic Surface
M. Aas, E. Özelci, A. Jonáš, A. Kiraz
P-35
33
Nanometre - Altı Yerdeğiştirme Ölçümleri
M. Çelik, E. Şahin, R. Hamid, C. Birlikseven, C. Kırbaş, B. Bereket, M. Çetintaş, A.
Demir
P-36
34
Lazerle Oluşturulan Çinko Plazmanın Optik Yayınım Çalışmaları
M. A. Sınmaz, B. Genç Öztoprak, M. Güneş, E. Akman, E. Kaçar, A. Demir
P-37
34
ITO and Bilayer Mo Thin Films Deposition by DC Magnetron Sputtering
for Thin Film Photovoltaics
M. Kurt, S. Yazici, F. G. Akca, M. D. Yaman, L. Ozyuzer
P-38
35
Temperature Dependence Of Current-And Capacitance-Voltage
Characteristics Of An Au/4H-Sic Schottky Diode
Murat Gülnahar, Mustafa Şahin ve Elif Şahin
P-39
35
Assessment of ALD Grown Al2O3 as a Host Material for Active and
Passive Waveguide Applications
Mustafa Demirtaş, Ayberk Özden, Feridun Ay
P-40
36
Optik Mikrodisk Rezonatörler ile Hidrojen Gazı Algılaması
M. Eryürek, Y. Karadağ, N. Kılınç, N. Taşaltın, A. Kiraz
P-41
37
CO2 Lazerler ve Uygulama Alanları
Mustafa Şahin, Elif Şahin ve Murat Gülnahar
P-42
37
Işık-Renk İlişkisinin Görsel ve Mekânsal Etkileri
Mustafa Şahin, Elif Şahin, Yüksel Oğuz ve Murat Gülnahar
P-43
38
Grafen Tabanlı Ayarlanabilir Ayrık Halka Rezonatörleri İle Işık
Etkileşiminin Artırılması
Onur Özdemir, Semih Çakmakyapan, Hümeyra Çağlayan ve Ekmel Özbay
P-44
39
Gain Isolation By Spectral Filtering In Fiber Lasers For Material
Processing
P.Elahi, F.Ö.İlday
P-45
40
Femtosaniye Lazer Bessel Hüzmeleri ile Grafen Üzerinde Nano-İşleme
Ramazan Şahin, Selçuk Aktürk
P-46
41
Picosecond, Burst-Mode Fiber Laser Amplifier With 150 W Average
Power
S. Yılmaz, P. Elahi, H. Kalaycıoğlu, I. Pavlov, F. Ö. İlday
P-47
42
Plazmonik Tabanlı Yüzey Zenginleştirilmiş Raman Spektroskopi Yapıları
Semih Cakmakyapan, Neval Cinel ve Ekmel Ozbay
#xi
Poster
Sayfa No
P-48
42
Tek Döngülü Opto-Elektronik Osilatör
Serdar Öğüt, İbrahim Özdür, Tolga Kartaloğlu ve Ekmel Özbay
P-49
43
An Electromagnetic Tuning Method For Split-Ring Resonators
S. Sadeghzadeh, A. D. Yalcinkaya, H. Torun
P-50
43
Bessel-Girdap Lazer Hüzmeleriyle Altın İnce Filmler Üzerinde Mikro ve
Nano Yapılar Oluşturma
R. Şahin, T. Ersoy, S. Aktürk
P-51
44
Zamana Dayalı THz Spektroskopi Sistemi İçin Opto-mekanik Tasarım
H. M. Bozacı, B. Bütün, T. Kartaloğlu ve E. Özbay
P-52
45
Nano-saniye Nd:YAG Lazer Kullanılarak Titanyum ve Paslanmaz Çelik
Yüzeylerde Periyodik Yüzey Yapılarının Oluşturulması
T. İkier, P. Demir, E. Kaçar, A. Demir
P-53
46
Nanotel Bazlı Optoelektronik Aygıtlar İçin Süperyükselteçler
T. Khudiyev, M. Bayindir
P-54
47
Seeded Amplification Of The Stokes Wave In An Ultrafast Fiber
Amplifier
U.Tegin,P.Elahi,S.Yılmaz,F.Ö.Ilday
P-55
48
Optical Microangiography Reveals Collateral Blood Perfusion
Dynamics In Mouse Cerebral Cortex After Focal Stroke
Utku Baran, Yuandong Li ve Ruikang K. Wang
P-56
48
Femtosaniye Lazer ile Hidrofobik Silika Aerojellerde Opto-Akışkan
Dalga Kılavuzu Üretimi
B. Yalızay, Y. Morova, Y. Özbakır, A. Jonas, C. Erkey, A. Kiraz, S. Aktürk
P-57
49
Effect of Laser Repetition Rate Stability on THz Time Domain
Spectroscopy
Yakup Midilli, Hakan Keskin, Hakan Altan, Seydi Yavas, F. Ömer Ilday, Koray Eken, Asaf
Behzat Sahin
P-58
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
50
All-ALD Single and Bilayer ZnO Microbolometers
Yunus Emre Kesim, Kazim Görgülü, Muhammet Poyraz, Zulkarneyn Şişman
#xii
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
DAVETLİ KONUŞMACI BİLDİRİ ÖZETLERİ
#1
!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
Elektro-Optik'te ARGE'nin Dünü, Bugünü, Yarını
!
Albay Hayri Özden
MSB Ar-Ge ve Teknoloji Dairesi Başkanı
!
Optical Trapping and Manipulation: Form The Measurement of
Femtonewton Forces to Speckle Optical Tweezers
Giovanni Volpe
Soft Matter Lab, Physics Department, Bilkent University, Ankara, Turkey
UNAM, Bilkent University, Ankara, Turkey
http://www.softmatter.bilkent.edu.tr/
Optical trapping and manipulation of micron-sized particles was first
reported in the 1970s. Since then, it has found successful implementation in
two different size ranges. At the sub-nanometre scale, light-matter mechanical
coupling has enabled cooling of neutral atoms, ions and molecules, and the
investigation of the quantum properties of ultra-cold gases. At the micrometre
scale, the momentum transfer associated with the scattering of light allowed
the manipulation of microscopic particles and biological entities of interest in
fields as diverse as molecular biology, statistical physics and colloid science.
However, it has been difficult to apply either of these techniques to the
nanoscale, a size range of crucial importance for a wealth of potential
applications based on technologically significant nanomaterials, such as
quantum dots, nanowires, nanotubes, graphene and two-dimensional crystals.
On one hand, nanoparticles are not amenable to conventional laser cooling
because of their complex electronic structure. On the other hand, optical
trapping forces acting on dielectric nanoparticles scale with volume, therefore
can be easily overwhelmed by thermal fluctuations. Over the past few years,
several novel approaches have been suggested to overcome such difficulties,
with successful trapping demonstrated, e.g., for plasmonic nanoparticles,
semiconductor nanowires and carbon nanostructures. Here, we review the
state-of-the-art in trapping and manipulation of nanostructures with an
emphasis on some of the most promising recent advances in fields such as
controlled manipulation and assembly of individual and multiple nanostructures,
force sensing at the femtonewton scale and next generation biosensors. Within
this context, this talk will be focused on novel techniques for the measurement
of nanoscopic forces using optically trapped probes (photonic force
microscopy, total internal reflection microscopy), on the problems these
techniques must overcome, and on the development of new light-propelled
microscopic swimmers.
!!
!!
!2
References:
!
!
[1] Onofrio M. Marago, Philip H. Jones, Pietro Gucciardi, Giovanni Volpe &
Andrea Ferrari, "Optical trapping and manipulation of nano structures," Nature
Nanotechnology 8, 807–819 (2013).
[2] Giuseppe Pesce, Austin McDaniel, Scott Hottovy, Jan Wehr & Giovanni
Volpe, "Stratonovich-to-Itô transition in noisy systems with multiplicative
feedback," Nature Communications 4, 2733 (2013)
!
Mikroakışkan Tabanlı Sistemler ve Fotonik Uygulamaları
Melikhan Tanyeri
Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi
İstanbul Şehir Üniversitesi
Mikro/nanoboyutlu kanal, hazne, vana gibi parçalar ve çeşitli
optoelektronik cihaz ve mekanizmaların fonksiyonel biçimde bir araya
getirilmesinden oluşan mikro-nanoakışkan sistemler son 25 yılda temel ve
uygulamalı bilim alanlarına önemli katkılarda bulunmuştur. Bu sistemlerin fotonik
alanına uygulamalarıyla optofluidik isimli yeni bir bilim sahası oluşmuş, bu
alandaki gelişmeler malzeme biliminden biyoteknolojiye uzanan geniş bir
perspektifte araştırmacıların kullanımına sunulmuştur. Bu sunumda optofluidik
uygulama sahasının gelişimi ile ilgili birikimleri özetleyip, bu alandaki yakın
zamanda yaptığım çalışmalar hakkında bilgi vereceğim. !!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!
Çalışmalarımla ilgili vereceğim iki örnekten birincisinde yeni
geliştirdiğimiz akışkan tabanlı mikro-nano parçacık yakalama metodu olan
‘hidrodinamik tuzak’tan bahsedeceğim. Bu metot ile sadece sıvı akışı
kullanılarak mikro ve nanoboyutlu parçacık hapsedilmesi mümkün olmakta,
ayrıca yakalanan parçacık yatay düzlemde manipüle edilebilmektedir. Ayrıca bu
metot ile sıvı içinde yakalanması hedeflenen bir parçacığın etrafında bulunan
diğer parçacıklardan kolayca izole edilebilmesi sağlanmakta ve ayrıca
parçacığın içinde bulunduğu sıvı ortam da isteğe bağlı olarak kolayca
değiştirilebilmektedir. Bahsedilen bu iki özellik geliştirdiğimiz yeni parçacık hapis
metodunu benzerlerinden üstün kılmaktadır. !
Vereceğim ikinci örnekte ise hidrodinamik tuzaklama metodunun dayalı
olduğu akışkan tipini kullanarak geliştirdiğimiz yeni mikro-nanofiber üretim
metodunu sizlerle paylaşacağım. Bu yeni metot ile sentetik oligonükleotitlerden
oluşan nanofiber yapıların iki kesişen mikrokanal kavşağında oluşturulan
düzlemsel uzatmalı akış (planar extensional flow) sayesinde oluşum ve bozunum
kinetiği kontrol edilerek hiyerarşik yapılanması sağlanmaktadır. Bu sayede
supramoleküler yapıların oluşturulmasında akışkan bazlı üretim metodu olarak
uzun süredir kullanılan paralel akış (co-flow) metoduna ek ve alternatif bir metot
geliştirilmiştir.
!!
!!
!3
!
!
Entegre Fiber Lazer Sistemleri ve Uygulamaları
!
!
Hakan Sayınç
Laser Zentrum Hannover e.V
Daha önce sadece kompleks kristall laser sistemlerinin kullanildigi
uygulama alanlarina günümüzde fiber laser sistemleri gittikce daha yaygin
olarak kullaniliyor. Yüksek ortalama ve maximum güc gerektiren kaynak ve
mikro malzeme isleme gibi endüstriyel uygulamalarda fiber laser sistemleri
büyük avantajlar sunmakta. Endüstriyel uygulamarin yaninda fiber laser
sistemleri cekim gücü dalgalarinin ölcümü, astronomik spektrometrelerin
kalibrasyonu ve flüoresans yasam süresi ölcümü gibi yeni bilimsel
uygulamalarda önemli gelismelere imkan taniyor. Fiber laser sistemlerinin
gittikce yaginlasmasindaki en önemli unsur entegre dalga boyu multiplexer/
demultiplexerler, pompa gücü birlestiricileri ve manto isik ayiricilari gibi yeni
fotonik yapitaslarinin gelistirilmesidir.
Metamalzeme Temelli Optik Nanodevreler
Hümeyra Çağlayan
Abdullah Gül Üniversitesi
Devre fonksiyonlarını optik alana taşımak yeni kavramların ve deneysel
metotların tanıtımını gerektirir. Böylelikle nano-elektronik teknolojide önemli
gelişmelerin önü açılabilir. Bu konuşmada, dalga boyu-altı boyutlara sahip basit
geometrilerden ve plazmonik malzemelerden yapılmış yakın-kızıl ötesi
dalgaboyunda çalışan devre elemanlarını tanıtacağım. Bu optik nanodevrelerin
fonksiyonlarının kontrolü, RF devreler ile tamamen tutarlı ve benzeşen bir
şekilde devre elemanlarının empedanslarını değiştirerek yapılır. Bu nanodevre
elemanları gelecekteki plazmonik aygıtların temel yapı taşını oluşturur.
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!
!
Bu sunumun odaginda endüstriyel ve bilimsel uygulamalara uyarlanan
entegre fiber laser sistemleri yer aliyor
Fiber integrated laser systems are penetrating more and more
application fields today which were exclusively served by complex solid state
laser systems before. In industrial applications like laser welding and micro
material processing which need high peak as well as high average power, fiber
lasers can flower out their numerous advantages. Besides the industrial
applications, cutting edge scientific applications like gravitational wave
detection, astronomical spectrometer calibration and fluorescence lifetime
spectroscopy are experiencing a mandatory progress by using fiber lasers as
enabling technology. An important driver for the raise of fiber technology in the
mentioned applications is the progress in fiber integrated photonic components
like wavelength division multiplexers, pump combiners and cladding light
strippers. !
The focus of this talk will be on fiber integrated light sources. In this
context, an overview of tailored fiber laser systems and their applications will be
given. !!
!!
!4
!
!
Konuşmanın son kısmında, fiber lazer teknolojisinin, 3B baskılama, sensör [9],
medikal ve savunma uygulamalarına [1, 2, 6] değinerek, bu kapsamlı uygulama
spektrumunun, neden spesifik bir lazer tipi olmanın ötesine geçerek, stratejik bir
teknolojik kapasiteye dönüşmekte olduğuna değineceğiz
Femtosaniyeden Milisaniyelere: Fiber Lazerler ile Lazer-Malzeme
Etkileşim Fiziğinin Kontrolu
Koray Eken
!
!
Fiberlast A.Ş
Kaynakça
2000'li yıllarda müthiş bir gelişim gösteren fiber lazerler, düşük
maliyetleri, zorlu çevresel koşullarda çalışabilmeleri ve yüksek güçlere
çıkabilmeleri gibi avantajlarıyla lazer sektöründe düzen bozucu (disruptive) bir
teknoloji olarak belirdiler [1, 2]. 2013 verilerine göre endüstriyel lazer pazarında
fiber lazerlerin payı %30’u aşmıştır. Lazer pazarının %70'ini malzeme işleme
uygulamaları oluşturmaktadır. Lazer-tabanlı malzeme işleme sistemleri 2012
yılında 10.2 milyar dolar olarak gerçekleşmiştir. Bunun içinde lazer kaynaklarının
payı 3.1 milyar dolardır. Bunların arasında fiber lazerler pazarının büyüme hızı
son 4 yılda ortalama %18 olarak gerçekleşmiştir ki, bu sektör büyüme hızından
daha fazladır [3].
[1] Richardson, D. J., Nilsson, J., Clarkson, W. A. High power fiber lasers:
current status and future perspectives. J. Opt. Soc. Am. B 27, B63–B92 (2010).
[2] Nilsson, J., Payne, D. N. High-power fiber lasers. Science 332, 921–922
(2011).
[3] Optech Consulting, 2012 industrial laser systems market trends,
www.optech-consulting.com.
[4] Steen, W., Mazumder, J., Laser material processing, Springer 2010.
[5] Sugioka, K., Meunier, M., Piqué, A. (Eds.), Laser precision micromachining,
Springer 2010.
[6] Braun, M., Gilch, P., Zinth, W. (Eds.), Ultrashort laser pulses in biology and
medicine, Springer 2008.
[7]Kalaycioglu, H., Eken, K., Ilday, F. Ö., Fiber amplification of pulse bursts up to
20 µJ pulse energy at 1 kHz repetition rate. Opt Lett 36, 3383–3385 (2011).
[8] Lapczyna, M., Chen, K. P., Herman, P. R., Tan, H. W., Marjoribanks, R. S.
Ultra high repetition rate (133 MHz) laser ablation of aluminum with 1.2-ps
pulses. Applied Physics A: Materials Science & Processing 69, 883–886 (1999).
[9] Berkovic, G., Shafir, E., Optical methods for distance and displacement
measurements, Adv. Opt. Photon. 4, 441-471 (2012).
!
Lazer-tabanlı malzeme işleme sistemlerinde dünya pazarında önemli
paya sahip olan, lazer kaynaklarının neredeyse tamamını ithal eden Türkiye için
bu gelişmelerin önemi büyüktür. Sanayide kullanılan lazerlerin büyük çoğunluğu
sürekli ışıma yapan (CW) ve nanosaniye atımlı lazerlerdir [4]. Ancak, fiber
lazerlerin pratik avantajları sayesinde, ultrakısa olarak bilinen, pikosaniye ve
femtosaniye atımlar araştırma laboratuvarlardan çıkarak sanayiye transfer
olmaktadır. Lazerlerin, metal, yarıiletken veya (biyolojik doku dahil) diyalektrik
malzemelerle etkileşiminde, femtosaniyeden milisaniyelere kadar 12 büyüklük
kertesini tarayan bir zaman skalasında çok zengin fiziksel etkileşim rejimleri
mevcuttur [4-6]. !!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
Bu konuşmada lazer-malzeme etkileşiminin zengin fiziği gözden
geçirilecek ve esnek mimarileri sayesinde femtosaniyeden CW'ya kolaylıkla
adapte olabilen fiber lazerlerle bu etkileşim fiziğinin nasıl uygulamaya göre
manipule edilebileceği spesifik örnekler üzerinden tartışılacaktır. Bu bağlamda
dünyada ilk kez Bilkent Üniversitesi ile birlikte bizim geliştirmiş olduğumuz küme
modlu fiber lazer anlatılacaktır [7]. Küme modu, lazer-malzeme işleme sırasında
termal etkilerin çok etkin olarak kontrol edilmesine olanak sağlayan ve lazerden atımların eşit aralıklı değil, dar aralıklı atımlar içeren kümeler halinde üretilmesi
anlamına gelen bir çalışma modudur, ancak bu mod daha önce sadece
pikosaniye atımlı katı hal lazerlerde gösterilmiş idi [8]. Fiber lazerlerin pratik
avantajlarının yanısıra diyalektrik malzemelerin işlenmesi için gerekli olan
femtosaniye atım uzunluklarıyla küme-modu sonuçları ilk kez sunulacaktır. !5
!
!
Haylaz Fotonlar
!
Alp Eren Sinan Özhan
ASELSAN
Optofluidic MIcrolasers Based On Liquid Droplet Resonators For
Biophotonics Applications
Alexandr Jonáš1, Mehdi Aas2, Ersan Özelci2, Yasin Karadag2, and Alper Kiraz2
Bu sunumda ince film kaplamalar ve bu amaçla kullanılan teknolojiler
hakkında kısa bir bilgi verilerek, ASELSAN’ın 2001 yılından başlayan optik ince
film kaplama yolculuğuna (geriye dönük) samimi bir bakış yapılacaktır.
Tasarlanarak üretilen uzak kızılötesinden, morötesi dalgabandlarında çalışan çok
katmanlı optik filtreler örneklenerek çeşitli tasarım ve üretim problemleri ve bu
problemlere yapılan çözüm yaklaşımlarından bahsedilecektir. Buna ek olarak
hassas optik ürünlerin karşılaştığı çeşitli dayanım problemlerine sıra dışı örnekler
verilecektir. Teknolojinin bu güne geldiği nokta ve varılması planlanan ufuklar
tartışılacaktır.
1Istanbul
!
!
Technical University, Department of Physics, Istanbul 34469, Turkey
2Koç University, Department of Physics, Istanbul 34450, Turkey
[email protected]
Optofluidic sources of laser light that can be integrated into lab‐on‐a‐
chip systems enable dynamic control of the laser resonator geometry and gain
medium and, thus, open up new paradigms in bio‐sensing. With their unique
features, liquid droplets stand out among various optical resonators for
developing optofluidic lasers. Thanks to their spherical geometry and smooth
surface, droplet‐based cavities host high quality optical resonances called
whispering gallery modes. These low‐loss resonant modes allow droplet lasers
to operate at low threshold pump powers. Liquid droplets are easy to produce
using aerosol generators in air or flow focusing / T‐junction geometries in a
microfluidic chip. Upon generation, droplets can be captured and manipulated
using optical micromanipulation techniques such as optical tweezing or
stretching. Their easily deformable nature makes them attractive for developing
tunable optical components, e.g. tunable light sources. In addition, water‐based
droplet cavities are also biologically compatible, permitting the use of aqueous
solutions of biologically relevant molecules as laser gain media.
We introduce several variants of optofluidic microlasers based on active
optical resonant cavities formed by dye‐doped droplets that are either
deposited on a supporting solid substrate or confined in an optical trap. To this
end, both aerosols and emulsion droplets are exploited. We show it is possible
to achieve tunable dye lasing with optically pumped droplets of oil dispersed in
water and stretched by light in a dual‐beam optical trap. We also report lasing
in airborne glycerol/water droplets localized using optical tweezers and
illuminated with a pulsed laser beam. In addition to direct optical pumping of
the gain medium, we explore the possibility of using non‐radiative energy
transfer to achieve lasing. Furthermore, biological lasing in droplets supported
by a superhydrophobic surface is demonstrated using a solution of Venus
variant of the yellow fluorescent protein or E. Coli bacterial cells expressing
stably the Venus protein. Our results may lead to new ways of sensitive
chemical and biological analysis, exploiting the high sensitivity of stimulated
emission to small perturbations in the shape, size, and composition of the
droplet cavity.
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!6
technology achievements doubled and tripled output power from single emitter
at nearly the same price as from laser diodes of previous generation
Nanosecond Lasers For Spectroscopic Applications
significantly reduced LD pumping prices.
High optical to optical power
Andrejus Michailovas ,Laimutis Jacinavičius, Saulius Jacinavičius
conversion efficiency of nanosecond laser pumped by LD means that thermal
EKSPLA UAB
load to active rod is reduced in comparison with flash-lamp pumped case. This
Vilnius, Lithuania
permit at the same thermal load level rise nanosecond laser repetition
frequency up to hundreds of Hz.
In this presentation we describe the latest developments in nanosecond
lasers made at Ekspla UAB for applications in scientific laboratories. Elaborating low thermal load advantage of LD pumping two models of
Exploitation simplicity, serviceability, parameters stability and long lifetime were nanosecond lasers was developed. One with output pulse energy more than
aimed while designing these nanosecond lasers. 100mJ from resonator running up to 100Hz repetition rate and another one
compact air cooled operating at 10Hz emitting 10mJ pulse energy air cooled
Keywords—nanosecond lasers; laser diode pumping; harmonics generation
compact laser model. Thanks to LD pumping lasers are nearly noiseless
assuring comfort in laboratory. Due to LD long life time (>1Gshot) laser can
Introduction
operate without service 8 hours every day nearly two years.
!
!
!
!
!
!
!
!
One of the most widely used lasers in scientific laboratories is the nanosecond
laser. It is due to versatility of this light source you can find it as in material
science laboratory as in life science laboratory. It is mainly due unique set of the
parameters. These lasers poses quite large amount of energy to perform
material modification via melting, vaporization or plasma etching and quite high
pulse peak intensity to convert wavelength efficiently by harmonics generation
or parametric wavelength conversion. Short pulse durations permit to perform
time scale measurements investigating dynamics of energy transfer in
molecules, solid specimens, investigate liquids and gases flows, chemical
reactions and etc. Due to nanosecond lasers simplicity and low price they are
widely used in modern science and technology labs.
In this presentation we describe the results of many-years-long work resulted in
development of simple and reliable nanosecond lasers for application in
laboratories and industry.
High energy Laser is especially
useful for harmonics generation
with high conversion efficiency.
E.g. for model running at 50Hz
pulse energy is 150mJ at
fundamental wavelength
1064nm; 70mJ at the second
harmonic wavelength 532nm;
35mJ at the third harmonic
wavelength 355nm and 15mJ at
the fourth harmonics wavelength
266nm [1]. At all wavelengths
laser features very good pulse energy stability, that is exceptionally attractive for
nonlinear optical experiments. This laser is especially attractive for pumping optical parametrical oscillators
(OPO). The work on designing OPO pumped by nanosecond LD pumped laser
is in progress with very promising preliminary results.
!
!
Motivation
!
!
!!
!
The first thing the typical user of nanosecond laser thinks is pulse energy. Pulse
energy is main advantage of nanosecond lasers in comparison with modelocked lasers emitting pulses of picosecond and femtosecond durations.
Typical nanosecond laser with tens and hundreds of miliJoules output pulse
energies is based on flash-lamp pumping technology. Up to recent time it was
due to a high price of laser diodes (LD) and consequently high price of
multimiliJoule laser diode pumped nanosecond lasers. But recent laser diodes
References
[1] www.ekspla.com
!7
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
POSTER BİLDİRİ ÖZETLERİ
!8
resolved transient difference absorption spectroscopy. The dyads were also
used as fluorescent stains for LLC cancer cells. Photodynamic effect was
observed with the same cells, which were killed on photoirradiation with 635 nm
1,
2
3
1
1
4
red-emitting LED after incubation with the triplet photosensitizers. Therefore,
Jie Ma , Xiaolin Yuan , Song Guo , Lihua Ma , Ahmet Karatay ,Jianzhang
1
4
3
1
1
these photosensitizers can be potentially developed as dual functional
Zhao , Betül Küçüköz , Shengfu Li , Caishun Zhang , Poulomi Majumdar ,
3
4
5
4
theranostic reagents. Using the molecular structural protocol reported herein,
Xiaohuan Li , H. Gul Yaglioglu , Mustafa Hayvalı and Ayhan Elmali 1State Key Laboratory of Fine Chemical, School of Chemical Engineering, Dalian
organic triplet photosensitizers with strong broadband absorption in the visible
spectral region and predictable ISC can be easily designed. These results are
University of Technology, Dalian, 116024, P. R. China.
2College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihaer University, Qiqihaer 161006,
useful for the study of organic triplet photosensitizers in the area of organic
Heilongjiang, P. R. China
photochemistry/photophysics, photoredox catalytic organic reactions and
3Center Laboratory, Affiliated Zhongshan Hospital of Dalian University, Dalian 116001, P.
photodynamic therapy (PDT).
!
Resonance Energy Transfer-Enhanced Rhodamine–Styryl Bodipy
Dyad And Bodipy Triads Triplet Photosensitizers
R. China
of Engineering Physics, Faculty of Engineering, Ankara University, 06100
Besevler, Ankara, Turkey
5Department of Chemistry, Faculty of Science, Ankara University, 06100 Besevler, Ankara,
Turkey
[email protected]
4Department
!
Resonance energy transfer (RET) was used to enhance the light
absorption in triad triplet photosensitizers to access strong and broadband
absorption in visible region (from 450–750 nm). This strategy was demonstrated
by preparation of (BODIPY)2-diiodo-aza-BODIPY triad (B-2) and (carbazolestyryl BODIPY)2-diiodo-aza-BODIPY triad (B-3), in which the energy donor
(BODIPY or styryl-BODIPY) and the energy acceptor (aza-BODIPY, also as the
spin converter) parts were connected by click chemistry. Fluorescence studies
indicated intramolecular energy transfer for these BODIPY hybrids, a conclusion
which is supported by the femtosecond time-resolved transient absorption
spectroscopy. Nanosecond transient absorption spectra show that triplet
excited states of the dyad and the triad are localized on the iodo-aza-BODIPY
part. The molecular design rationale of these RET-enhanced multi-chromophore
triplet photosensitizer is useful for development of efficient triplet
photosensitizers and for their applications in photocatalysis, photodynamic
therapy, photovoltaics and upconversion.
!!
!
!
Keywords: Ultrafast Pump-probe Spectroscopy, Resonance Energy Transfers,
Triplet Photosensitizers. Reference:
[1] Song Guo, Lihua Ma, Jianzhang Zhao, Betül Küçüköz, Ahmet Karatay,
Mustafa Hayvali, H. Gul Yaglioglu and Ayhan Elmali, “BODIPY triads triplet
photosensitizers enhanced with intramolecular resonance energy transfer (RET):
broadband visible light absorption and application in photooxidation”, CHEM.
SCİ., 2014, 5, 489.
[2] Jie Ma, Xiaolin Yuan, Betül Küçüköz, Shengfu Li, Caishun Zhang, Poulomi
Majumdar, Ahmet Karatay, Xiaohuan Li, H. Gul Yaglioglu, Ayhan Elmali,
Jianzhang Zhao and Mustafa Hayvali, “Resonance energy transfer-enhanced
rhodamine– styryl Bodipy dyad triplet photosensitizers”, J. MATER. CHEM. C,
2014, 2, 3900.
!
In addition to that; rhodamine was also used as an intramolecular energy donor,
and iodostyryl-Bodipy was used as intramolecular energy acceptor/spin
converter. Using steady state and time-resolved spectroscopy, we
demonstrated that photoexcitation in the energy donor was followed by
intramolecular singlet energy transfer, and then via intersystem crossing (ISC) of
the energy acceptor (spin converter), triplet excited states localized on the iodostyryl-Bodipy were produced, which was confirmed by nanosecond time-
!!
!
!9
References:
!
Femtosecond Laser Supported Electrophysiology Measurement
System
Ali Aytaç
Seymen1,2,4,
Bülend
!
[1]. Fertig,et al.(2002) Whole Cell Patch Clamp Recording Performed on a Planar
Glass Chip, Biophysical Journal, 82(6):3056-3062
[2] Ando, et al. (2009) Photogeneration of membrane potential hyperpolarization
and depolarization in non-excitable cells. European Biophysics Journal 38(2):
255-262
[3] Nielson, et al. (2006) Parallel chemical dosing of subcellular targets.
Analytical chemistry 78(17): 5987-5993
[4] Stevenson, et al. (2006) Femtosecond optical transfection of cells: viability
and efficiency. Opt. Express 14(16):7125-7133
[5] Kohli, et al. (2005) Reversible permeabilization using highintensity
femtosecond laser pulses: Applications to biopreservation. Biotechnology and
bioengineering 92(7):889-899
Ortaç1,3
1UNAM
!
- National Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara, Turkey
2Erciyes University, Faculty of Medicine, Department of Physiology, Kayseri, Turkey
3Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey
4EA Teknoloji Ltd. Şti., Bilkent Cyberpark, Ankara, Turkey
[email protected]
Electrical events taking place in cells, which are the smallest unit
showing the structural and functional properties of a living organism, possess
significant information about revealing the findings of a number of diseases.
Electrophysiological activity takes place ion exchanges across the cell
membrane which separates the cell from its external environment and those ion
exchanges can be examined by using microelectrode measurement techniques
which include challenging physical contact and an irreversible process for the
cell [1]. Besides, recently there is an increase in the use of laser technology in
medicine and biology [2]. Especially, by the development of the very short
pulsed lasers (femtosecond), there is an increased demand on the processing
of the biological structures in the micro/nano size ranges. This benefit of
femtosecond laser results in finishing the process before the surface heats and
get damaged, especially for the micro and nano level processing, and it leads to
new application opportunities in biology [3, 4, 5]. !!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
In this study, we developed an electrophysiology system, highly
significant research technique in medicine, helping to observe the electrical
activity in the cellular level by using a femtosecond laser system without
damaging the whole cell. By using the microscope system which we have
designed for the electrophysiology measurements and which we have
integrated with the femtosecond laser system, micro sized holes were created
on the heart muscle culture cells (H9C2) placed into the cell bath without
damaging any other part of the cell and it was observed that the electrical
activity of cell might be observed without making a mechanical contact with the
cell. !
!!
!
Keyword: patch clamp, nanosurgery, femtosecond laser, electrophysiology
!10
!
Stereo Hiperspektral Görüntüleme Sistemi
!
Değişim tespiti için aynı sahneden arka arkaya stereo hiperspektral
veriler alınmış olup, sırasıyla ilk veri kümesinde sol kamera ile alınan veriye ve
ikinci veri kümesinde sol kamera ile alınan veriye ait renkli görseller, mutlak
doğru değişim haritası ve elde edilen değişim haritası sırasıyla Şekil 2 (a,b,c,d)
'de verilmektedir. Şekil 2 (e,f)’de derinlik kestirimi yapılan bir sahneye ait renkli
görsel ve elde edilen derinlik haritası paylaşılmıştır. Derinlik haritasının daha iyi
görselleştirilmesi için farklı derinlikler farklı renklerle gösterilmiştir. Hedef tespiti
uygulanan bir veriye ait renkli görsel ve hedef tespiti sonucu ise Şekil 2 (g,h)’da
paylaşılmıştır. Bu uygulamada hedef olarak seçilen kamuflaj kumaşının başarılı
bir şekilde tespit edildiği görülmektedir. Uygulamaların teknik analiz, doğrulama
ve başarılı sonuçları [2] ve [3]’de sunulmuştur.
Ali Can Karaca1, Davut Çeşmeci1, Alp Ertürk1,2, M. Kemal Güllü1, Sarp Ertürk1
1Kocaeli
!
Üniversitesi İşaret ve Görüntü İşleme Laboratuvarı (KULIS), Elektronik ve
Haberleşme Mühendisliği, Kocaeli Üniversitesi
2Palsis Elektronik Optik Ltd. Şti.
[email protected]
Hedef yüzeydeki bir noktanın elektromanyetik spektrum bilgisi
spektrometreler yardımıyla ölçülmektedir. Hiperspektral görüntüleme de,
görünür ve kızılötesi dalga boylarına duyarlı spektrometre kullanılarak tarama
işlemi gerçekleştirilmekte ve yüksek spektral çözünürlüğe sahip görüntüler elde
edilmektedir. Tarama yönü, görüş sahası ve spektral bantlar olmak üzere 3
boyuttan oluşan bu görüntü, hiperspektral görüntü küpü olarak
adlandırılmaktadır [1]. Cisimlerin fiziksel ve kimyasal yapılarına göre, üzerlerine
düşen enerjiyi yansıtma (soğurma) karakteristiklerinin farklılık göstermesi
nedeniyle hiperspektral görüntülerde yüksek doğrulukta analiz mümkün
olmaktadır.
!
!
Anahtar Kelimeler: Hiperspektral görüntüleme, stereo görüntüleme, değişim
tespiti, hedef tespiti, derinlik çıkarımı
Kaynakça
[1] C.-I Chang, Hyperspectral Data Exploitation: theory and applications.
Hoboken, NJ: John Wiley&Sons, 2007.
[2] D. Çeşmeci, A. C. Karaca, A. Ertürk, M.K. Güllü, S. Ertürk, “Hyperspectral
Change Detection by Multi-Band Census Transform”, IEEE International
Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2014.
[3] A. C. Karaca, D. Çeşmeci, A. Ertürk, M.K. Güllü, S. Ertürk, “Hyperspectral
Change Detection with Stereo Disparity Information Enhancement”, IEEE 6th
Workshop on Hyperspectral Image and Signal Processing: Evolution in Remote
Sensing (WHISPERS), 2014.
!
Bu çalışmada, panoramik görüntüleme, stereo görüntülemenin ve
hiperspektral görüntülemenin özellikleri birleştirilerek özgün ve kullanışlı bir
s i s t e m g e l i ş t i r i l m i ş t i r.
Geliştirilen donanımsal yapı,
döner platform, VNIR
hiperspektral kamera çifti ve
dizüstü bilgisayar olmak üzere
3 parçadan oluşmaktadır
(Şekil 1).Döner platform
hareket halinde iken
hiperspektral kameralar ile
sürekli olarak görüntüleme
yapılabilmekte ve böylece
geniş alanlara ait panoramik
görüntüler elde edilmektedir. Ayrıca, tasarlanan donanımda kullanılan çift
hiperspektral kamera sayesinde sisteme 3 boyutlu hiperspektral görüntüleme
yeteneği kazandırılmıştır. Geliştirilen sistem, hedef tespiti, değişim tespiti ve
derinlik kestirimi gibi uygulamaları gerçek zamanlıya yakın bir sürede
gerçekleştirebilmekte, yüksek hassasiyette başarılı sonuçlar elde edilmektedir.
Ayrıca ilgili uygulamaların hızlıca yorumlanması ve etkin bir şekilde son
kullanıcıya sunulabilmesini sağlayan paket programlar geliştirilmiştir
!11
!
Anahtar Kelimeler: Raman Spektroskopisi, Yüzeyi Genişletilmiş Raman
Saçılması, Nanoparçacık
Raman Spektroskopisi ile İzmit Körfezi Deniz Suyunun Moleküler
Analizi
!
!
Kaynakça
A. Altınpınar, E. Kaçar, E. Akman, M. Güneş, A. Demir
Kocaeli Üniversitesi, Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi, Teknopark,
Yeniköy-Kocaeli
Kocaeli Üniversitesi , Elektro-Optik Sistem Mühendisliği, 41380, Umuttepe-Kocaeli
[email protected]
[1] Gregory D. Smith , et al. Raman microscopy in archaeological science,
Journal of Archaeological Science 31 (2004) 1137–1160
[2] Maria Luce Frezzotti, et al. Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis,
Journal of Geochemical Exploration 112 (2012) 1–20
!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
Raman spektroskopisi bir lazer kaynağından çıkan monokromatik bir
ışığın elastik olmayan saçılmasına bağlı moleküler bir spektroskopi tekniğidir.
İncelenen numunenin moleküler titreşimleri hakkında detaylı bilgi verir ve
inorganik, organik ve biyolojik sistemlerin analizinde kullanılır [1]. En büyük
avantajı minimum numune hazırlığı ile numuneye zarar vermeden ölçüm
alınabilmesi ve tekrarlanabilir olmasıdır [2].
!
Sunulan bu çalışma Kocaeli ilinin İzmit Körfez’inin farklı bölgelerinden
temin edilen deniz suyunun ‘Yüzeyi Genişletilmiş Raman Saçılması’ (SERS:
Surface-Enhanced Raman Scattering) tekniği ile moleküler ölçüm ve analizini
içermektedir. Bu çalışmada Kocaeli Üniversitesi Lazer Teknolojileri Araştırma ve
Uygulama Merkezi laboratuarında nano-saniye lazer ile sıvı içinde üretilen altın
(Au) nano-parçacıklar kullanılarak spektrumların şiddeti artırılmıştır. İzmit KörfeziKörfez (Şekil 1) ve Gölcük (Şekil 2) kıyılarından temin edilen deniz sularının
Raman spektrumları sonucunda; 100, 620 ve 1000 cm-1 dalga boylarına ait
baskın spektrum çizgileri gözlenmiş ve bu çizgilerin sırasıyla Sülfür, Gypsum ve
Anhyrite moleküler bant yapılarına ait olduğu belirlenmiştir.
!
!12
on thermal oxide. Furthermore, we propose a novel Transverse Magnetic mode
selective optical waveguide filter design.
Al2O3 Ridge Waveguide Design for Applications in Active and Passive
Optical Waveguides
!
Ayberk
ÖZDEN1,
Mustafa
DEMİRTAŞ2
, Feridun
!!
!!
!
AY2
Keywords: Rib/Ridge Waveguide, a-Al2O3, Single-mode, Mode Selective Filter,
Mode Size, Birefringence, Third Communication Window
1Department
!
of Materials Science and Engineering, Anadolu University, Eskişehir 26555,
Turkey
2Department of Electrical and Electronics Engineering, Anadolu University, Eskişehir
26555, Turkey
[email protected]
References
Integrated Er doped optical amplifiers face a challenging task of
achieving a high gain per unit length factor which requires relatively high
concentration of (0.1-1 at %) Er atoms [1] in the host material. On the other
hand, high Er concentration promotes dipole – dipole interaction of Er atoms
that result a quenching and upconversion mechanisms, which lower the fraction
of Er3+ ions participating in radiative transitions. Therefore, new growth
methods and host materials are needed to solve this problem. Al2O3 is a
candidate host material that provides high Er solubility which is a desired
property to prevent Er clustering. Due to the sufficient uniformity and precise
thickness control with well known Al2O3 deposition process, Atomic Layer
Deposition (ALD) is a natural method of choice. On the other hand, literature on
the rare earth doped Al2O3 films grown by ALD is very limited [2,3] and don’t
provide detailed design parameters. Therefore, in order to fulfill this objective
our efforts are directed particularly towards providing a solution for Er
upconversion problem in Al2O3 based integrated optical amplifiers by using
ALD. Following our successful growth experiments, here we report our
numerical design study of single mode, wavelength and polarization insensitive
Al2O3 ridge waveguides on SiO2 for the subsequent realization of the
integrated optical amplifiers. [1] G. N. vandenHoven, E. Snoeks, A. Polman, C. vanDam, J. W. M. vanUffelen,
and M. K. Smit, Journal of Applied Physics 79 (3), 1258 (1996).
[2] K. Solehmainen, M. U. Kapulainen, P. Heimala, and K. Polamo, IEEE
Photonics Technology Letters 16 (1), 194 (2004).
[3] G. Dingemans, A. Clark, J. A. van Delft, M. C. M. van de Sanden, and W. M.
M. Kessels, Journal of Applied Physics 109 (11) (2011).
[4] Demirtaş M, Özden A, Ay F, 10th Nanoscience and Nanotechnology
Conference. 2014; 138
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
Our simulations comprise both passive and active, single mode,
wavelength and polarization insensitive design of Al2O3 ridge waveguides on
SiO2 substrate. We systematically investigate the influence of the waveguide
height; etch depth, waveguide width and operation wavelength to the mode
number, mode size, birefringence and polarization sensitivity with Beam
Propagation Method (BPM). Design parameters for targeted properties are
computed for the waveguide width ranging from 0 to 10 µm, and for etch depth
ranging from 0 to 0.5 µm for fixed waveguide height of 0.5 µm. A design
window suggested as fixed width of 3.5 µm and etches depth of 0.325 to 0.375
µm for single mode, wavelength and polarization insensitive Al2O3 waveguides
!13
!
N-Vinil Karbazol Bazlı Yeni Bir Elektrokromik Polimer Sentezi Ve
Karakterizasyonu
!
Ayşe Melis Aygar1,2, Semih Çakmakyapan1,3, Bayram Bütün1, Ekmel Özbay1,2,3
1Nanoteknoloji
Aysel ÇAĞLAR1, Mehmet YILDIRIM2, Uğur CENGİZ3, İsmet KAYA4
2Elekrtrik
1Çanakkale
Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik ve Malzeme
Mühendisliği ABD
2Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü
3Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü
4Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Polimer Sentez ve
Analiz Lab
!
!
[email protected]
Elektrokromizm, bir malzeme içerisine uygulanan voltajın neden olduğu tersinir
olarak değişebilen renk, absorbans ve geçirgenlikte meydana gelen değişiklik olarak
tanımlanır [1]. Uygun redoks aktif monomerlerin polimerizasyonu ile elde edilen pek çok
iletken polimerler günümüzde elektrokromik malzemeler olarak ilgi çekmektedir [2]. Bu çalışmada ilk olarak n-vinil karbazol ve perflorobütil etilen monomerleri
kullanılarak radikalik katılma polimerizasyon tekniğiyle beyaz renkli yeni bir kopolimer
sentezlendi (P-1). Sentezlenen polimerin çeşitli çözücülerde yüksek çöüznürlüğe sahip
olduğu gözlendi. Floresans ölçümlerine göre P-1 kopolimeri solvatokromik özelliğe sahip
olup turkuaz-mavi tonlarında %9 civarı quantum verimine sahip emisyon yapmaktadır. 2. Adımda; P-1 kopolimeri elektropolimerizasyon yöntemiyle ITO/cam yüzeye
kaplanarak yeşil renkte polimer film sentezlendi. Sentezlenen filmin elektrokromik ve
yüzey özellikleri incelendi. Yapılan incelemeler sonucunda elde edilen filmin pozitif
taramada yeşil renkli, negatif taramada renksiz olduğu ve tekrarlanan
spektroelektrokimyasal tarama
esnasında elektrokromik
kararlılığa sahip olduğu
belirlendi
Bu çalışma 113Z246 numaralı
TÜBİTAK projesi tarafından
desteklenmiştir.
!
Araştırma Merkezi, Bilkent Üniversitesi, Ankara, Türkiye
ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Bilkent Üniversitesi, Ankara, Türkiye
3Fizik Bölümü, Bilkent Üniversitesi, Ankara, Türkiye
[email protected]
Grafen alışılmışın dışında elektronik ve optik özelliklere sahip, karbon
atomlarının iki boyutlu bir petek dizilimiyle oluşturduğu bir malzemedir. Yüksek
iletkenlik ve taşıyıcı mobilitesi [1], yüksek optik geçirgenlik [2] ve taşıyıcı
yoğunluğuna bağlı değişen optik geçirgenlik [3] gibi özellikleri olması, grafeni
optoelektronik aygıtların tasarımında kullanmaya elverişli bir malzeme
kılmaktadır. Plasmonik yapılar elektromanyetik alanların belli bölgelerde
toplanmasını sağlayan nano yapılardır [4]. Plasmonik yapıların modlarının grafen
ile etkileşimi rezonans dalgaboylarında grafenin geçirgenliğinin azalmasını
sağlar. Bu durumda grafene bir kapı voltajı uygulanmasıyla grafendeki taşıyıcı
yoğunluğu kontrol edilebilir ve bu sayede rezonans dalgaboyu ayarlanabilir. Bu
makalede grafen ile etkileşimde olan kare fraktal yapıların, ayarlanabilir
rezonansı olan elektro-optik modulatör olarak kullanımı önerilmektedir. Bu
fraktal yapılarının derecesinin artmasıyla daha yoğun elektromanyetik alan
lokalizasyonu ve buna bağlı olarak artan ayarlanabilirlik gösterilmiştir.
Kaynakça
Fraktal Plazmonik Yapılar ile Ayarlanabilir Grafen Modulator
!
!
Kaynakça
[1] Chen,J.H.,Jang,C.,Xiao,S.,Ishigami,M.&Fuhrer,M.S.Intrinsicandextrinsic
performance limits of graphene devices on SiO2 . Nat. Nanotechnol. 3 , 206 –
209 (2008)
[2]. Nair , R . R . et al. Fine structure constant deei nes visual transparency of
graphene . Science 320 , 1308 – 1308 (2008) [3] Ju,L., Geng,B., Horng, J., Girit, C., Martin, M., Hao,Z., Bechtel, H.A., Liang,
X., Zettl, A, Shen, Y. R. and Wang, F. Graphene plasmonics for tunable terahertz
metamaterials. Nat. Nanotechnol. 6, 630–634 (2011)
[4] Ozbay, E. Plasmonics: merging photonics and electronics at nanoscale
dimensions. Science. 311, 189–93 (2006) !
[1] Wang Kai, Zhang Tuan, Hu Yonghong, Yang Wenge, Shi Ying, Synthesis and
characterization of a novel multicolored electrochromicpolymer based on a vinylenelinked EDOT-carbazole monomer, Electrochimica Acta 130, 46–51 (2014)
[2] Gunbas G.E., Durmus A., Toppare L. A unique processable green polymer with a
transmissive oxidized state for realization of potential RGB-basedelectrochromic device
applications, Adv. Funct. Mater., 18, 2026-30 (2008).
!!
!!
!
!
!14
ARGES Cerebro sistemine ait prob 4 LED ışık kaynağı ve 10 fotodetektörden
oluşmaktadır, Kaynaklar 730 ve 850 nm dalgaboylarında ışık sağlamaktadır.
Dokulardan soğrularak yansıyıp gelen ışık miktarı, ilgili kaynaklara 2.5 cm
1,6,
2
2
uzaklıktaki algılayıcılar tarafından kaydedilmektedir. Dokulardan soğrularak
Ayşegül Tümer Metehan Güzelgörür , İlyas Tolgahan Çakır , Yunus Engin
1
1
3
3
4
yansıyıp gelen zayıf şiddetteki ışık miktarı, verici ile alıcı arasında herhangi bir
Gökdağ , Fırat Şansal , Özge Sevin Keskin , Erdem Bilir , Rukiye Tekeş ,
5
kuvvetli soğurucunun varlığına işaret eder. Bu probların derinlik ve çözünürlük
Ata Akın
1Boğaziçi Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Enst., İstanbul
bilgilerinin deneysel olarak belirlenmesi önemlidir. Yakın Kızılaltı Spektroskopisi Probunun Başarımının Belirlenmesi için
Sıvı Fantom Düzeneğinin Geliştirilmesi
!
!
2Erciyes
Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Böl., Kayseri
Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Böl., Lefkoşa, Kuzey Kıbrıs T.C.
4Namık Kemal Üniversitesi, Biyomedikal Müh. Böl., Tekirdağ
5İstanbul Bilgi Üniversitesi, Genetik ve Biyomühendislik Böl., İstanbul
6İstanbul Bilgi Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, İstanbul
YKAS fantom deneyinde literatürde de belirtildiği üzere düzeneğimizde
%69’luk distile su %30’luk gliserin ve %1’lik ink (çini mürekkebi) içeren bir
solüsyon hazırlandı ve 20x15x15 cm’lik bir akvaryuma aktarılıp, akvaryumun bir
yüzüne fNIRS probu yerleştirilmiştir. Probun baktığı akvaryum bölgesinin içine
farklı derişimlerdeki tüpler yerleştirilerek ölçümler alınmıştır. Deney sırasında
tübüllerin konumunun sabit kalması için delikli plexiglasstan üst kapak
kullanılmış ve fantom düzeneğini deney esnasında dışarıdan gelecek ışınlardan
tamamen arındırılmıştır. Bu çalışmamızda 1mm çapındaki %100 çini mürekkebi
derişimine sahip cam tübülün, probun yerleştirildiği noktadan farklı uzaklıklarda
bulundurulması ile alınan derinlik ölçümlerinin sonucunu paylaşmaktayız.
3Yakındoğu
!
Yakın kızılaltı spektroskopisi (YKAS: fNIRS) bilişsel görevler sırasındaki
yetişkin ve yeni doğmuş insan beynindeki oksijenlenmenin ölçümünün
gerçekleştirebilmesi için geliştirilmekte olan invazif olmayan bir görüntüleme
tekniğidir. YKAS’de beyindeki oksijenlenme, ışık-doku etkileşimi sırasında beyin
aktivasyonunun bir cevabı olan kan içerisindeki temel soğurucu moleküllerden
oksi-hemoglobin (HbO2) ve deoksi-hemoglobin (HHb) konsantrasyonunun
değişimi olarak ifade edilmektedir. Beer-Lambert Yasası (BLL) saçılma olan
ortamlarda doğru sonuç vermediğinden, farklı dalga boylarındaki ışığın bu
moleküller tarafından soğurulması uyarlanmış Beer-Lambert Yasası (MBLL)
kullanılarak sağlanmaktadır. [1]. YKAS ölçümünde amacına göre soğurucu
molekül konsantrasyonlarının değişimini ölçmek üzere optik pencere olarak
adlandırılan 600-900 nm aralığından seçilmiş iki ya da daha fazla dalgaboyu
kullanılmaktadır. Bu yöntem, soğurucu moleküllerinin konsantrasyonunun
olduğundan az ya da fazla ölçülmesi olarak tanımlanan istenmeyen “cross-talk”
etkisinini en aza indirgemek için kullanılmaktadır [2]. Çeşitli ışık kaynakları (LD,
LED, vs.) ve detektörlerin kombinasyonundan oluşturulan YKAS probu,
kaynaktan çıkıp istenilen detektöre ulaşan fotonlarının dağılımının, literatürde
“banana-shape” olarak tanımlanan, ışığın muz şeklindeki bir yol dağılımı takip
ettiği teorisini temel alarak, beynin aktive olan bölgelerini belirlemeyi
amaçlamaktadır. [3]
!
Delikli plexiglass üst kapaklarda hareket ettirerek yaptığımız ölçümlerin
analizinde literatürde de belirtildiği gibi işlem esnasında soğurma değerlerinin
değişmesine bağlı olarak analizde de bu değerlerin değiştiği gözlenmiştir [3]. Bir
alıcının uzamsal hassasiyet haritasını çıkarmak için alıcının tüpün varlığını ilk
hissettiği yeri belirlemek gerekir. Bu çalışmamızda birbirine uzak düren iki
alıcının farklı derinlikleri gördüklerini belirleyebildik. !
Kaynakça:
1- Delpy, D.T., Cope, M., van der Zee, P., et al., “Estimation of optical pathlength
through tissue from direct time of flight measurement”, Phys. Med. Biol., 33
(12), 1433-1442, (1988).
2- Okui, N., Okada, E., “Wavelength dependence of crosstalk in dualwavelength measurement of oxy- and deoxy-hemoglobin.”, J Biomed Opt., 10,
11015, (2005).
3- Feng, S., and Zeng, F, and Chance, B., “Monte Carlo Simulations of Photon
Migration Path Distributions in Mutiple Scattering Media”, Proc. SPIE, 1888,
78-89, (1993)
4- Scholkmann, F., Kleiser, S., Metz, A. J., Zimmermann, R., Mata Pavia, J.,
Wolf, U., Wolf, M., “A review on continuous wave functional near-infrared
spectroscopy and imaging instrumentation and methodology.”, Neuroimage,
85, 6-27, (2014).
!
Bu çalışmada Nöro-Optik Görüntüleme Laboratuvarımız (NOILab)
tarafından geliştirilen YKAS sistemi probunun, beyin aktivasyonunun
ölçümündeki hassasiyet ve doğruluk değerlerinin belirlenebilmesi için gliserin ve
su tabanlı bir test düzeneği (fantom) önerilmektedir. Bu sayede probun uzamsal
çözünürlüğü, derişim hassasiyeti ve uzamsal dağılım profili (hassasiyet haritası)
hakkında bilgi edinmek amaçlanmıştır. Hemosoft, Türkiye tarafından geliştirilen
!15
!
Explanation Of pH Probe Mechanism In BorondipyrrometheneBenzimidazole Compound Using Ultrafast Spectroscopy Technique
!
1TÜBİTAK
Betül Küçüköz 1, Gökhan Sevinç 2, Halil Yılmaz 2, Gökhan Şirikçi 2, H. Gul
Yaglioglu 1, Mustafa Hayvalı 2, Ayhan Elmali 1
!
1Department
!
Shack-Hartmann Wavefront Sensor And Its Applications
of Engineering Physics, Faculty of Engineering, Ankara University, 06100
Beşevler, Ankara, Turkey
2 Department of Chemistry, Faculty of Science, Ankara University, 06100 Beşevler,
Ankara, Turkey
[email protected]
B. Bereket1, 2, Ç. Şenel1, and C. Birlikseven1
National Metrology Institute (UME), PO 54, TR-41470, Gebze, Kocaeli, Turkey
2 Gebze Institute of Technology, TR-41400, Gebze, Kocaeli, Turkey
[email protected]
The Shack-Hartmann wavefront sensor (SHWS) is a simple means of measuring
the shape of a wavefront. This technique was developed to improve the images of
satellites taken from Earth. SHWS was invented in 1971 when Roland Shack modified
the Hartmann wavefront sensor by substituting an array of lenses for the array of
pinholes generally used for the test [1].
!
New borondipyrromethene (BODIPY) compounds containing protective,
formyl and benzimidazole groups at meso position were designed and
synthesized targeting pH probe application. Absorption and emission properties
of these three compounds were investigated as a function of solvent and H+
concentration. The novel BODIPY compound with a benzimidazole moiety
showed drastic fluorescence quenching upon increasing protonation. The
fluorescence quenching of this compound under acidic conditions associated
with photo induced electron transfer (PET) mechanism was proven with ultrafast
pump probe spectroscopy experiments, as well as density functional theory
(DFT) calculations. These results revealed the benzimidazolium cation formed
as a result of protonation of the pyridinic nitrogen of the benzimidazole moiety
to act as an electron accepting group, whereas BODIPY tended to act as the
electron donating group. Experimental results proved this novel BODIPY
compound with the benzimidazole moiety to be a good candidate for pH probe
applications. Revealing the underlying mechanism of fluorescence quenching
upon protonation using ultrafast spectroscopy techniques may open a new
path to the design and preparation of novel fluorescence pH sensors
SHWS contains a lenslet array that consists of a two-dimensional array a few
hundred lenslets and a CCD camera that is placed in the focal plane of the lenslet array.
All the lenslets have the same diameter and the same focal length. The CCD camera
records the spot array pattern for wavefront calculation [2]. The recorded image is
broken into subapertures of NxN pixels corresponding to the region behind each lens, in
which the spot position is determined, as shown in Fig. 1. A planar wavefront is used to
determine the centroid positions and calibrate the instrument. After the calibration, an
arbitrary wavefront can be measured by determining the displacements of the dots with
respect to the centroid position. The power distribution and M2 of the incoming beam
can also be determined in a single measurement. The SHWS provides information
including peak-to-valley (PV) wavefront deviation, RMS wavefront error, the modulation
transfer function (MTF) and the point spread function (PSF), which are used to assess
the performance of the optical system. Individual optical elements on a complex optical
system can be examined by computing the difference of incoming and outgoing
wavefronts [3].
!
!
!
There are a few design parameters that can be different depending on what application
the wavefront sensor will be used. Most important design parameters of a SHWS are the
number of lenslets (or lenslet diameter), dynamic range, measurement sensitivity, and the
focal length of the lenslet array. However, there are trade-offs between these parameters
and this makes optimizing a SHWS a difficult task. Increased number of lenslets
increases the measurement sensitivity since the slope of the wavefront can be
determined for more points along the wavefront but causes the dynamic range to be
decreased due to smaller subaperture size. Increasing the focal length of the lenslet
array also increases the measurement sensitivity but decreases the dynamic range [2].
Shape of the wavefront is usually determined by fitting a polynomial function to the local
slope data. The most often used orthogonal polynomials for this purpose are Zernike
polynomials, since they are made up of terms that are of the same form as the types of
aberrations often observed in optical tests [4].
Keywords: Borondipyrromethene, Fluorimetric titration, Fluorescent pH probe,
Ultrafast spectroscopy
Reference
[1] Gökhan Sevinç, Betül Küçüköz, Halil Yılmaz, Gökhan Şirikçi, H. Gül
Yağlıoğlu, Mustafa Hayvalı, Ayhan Elmalı, “Explanation Of Ph Probe Mechanism
In borondipyrromethene-Benzimidazole Compound Using Ultrafast
Spectroscopy Technique”, Sensors and Actuators B 193 (2014) 737– 744.
!!
!
!16
!Analysis Of Gain And Noise Figure In Different Configurations Of EDFA
In order to demonstrate the operation and fundamental concepts of SHWS, we
performed two wavefront measurements using a SHWS with 1280x1024 pixels camera
resolution and 39x31 lenslet array with 3.7 mm effective focal length. Both
measurements are performed using a HeNe laser with 632.8 nm wavelength.
Measurement results are shown in Fig. 2. We measured the wavefront of the HeNe laser
and it is shown in Fig. 2(a). Zernike coefficients for this wavefront is shown in Fig. 2(b).
According to these measurements, HeNe laser has an almost flat wavefront profile with
few aberrations. Later, a couple of lenses with focal lengths of 18 mm and 35 mm are
placed in front of the SHWS and the measured wavefront for this case is shown in Fig.
2(c) and the corresponding Zernike coefficients are shown in Fig. 2(d). In this case, the
wavefront is highly distorted with visible spherical aberration, coma and astigmatism.
Yüksek Müh. Cahit PINAR, Yrd. Doç Dr. Ufuk Paralı
!
Turkcell Superonline, İst. Arel Üniversitesi
[email protected]
Bu çalışmada, Erbiyum Katkılı Fiber Yükselteçlerde (EDFA) kullanılan
pompalama sinyalinin (1480 nm) yönünün sistemden elde edilen kazancın ve
oluşan gürültü faktörünün üzerindeki etkisi incelenmiştir
!
!
Elde edilen sonuçlardan görülmüştür ki, 1480 nm dalgaboyunda ileri,
geri ve iki yönlü olarak pompalanmış tek geçişli ikili katmanlı ve çift geçişli tek
katmanlı
EDFA konfigürasyonlarında simüle edilmiş, pompalama yönünün
gürültü faktörüne, sinyal kazancına ve gücüne olan etkisi incelenmiştir. Sonuç
olarak, ileri-ileri pompalama yönlü çift geçişli tek katmanlı EDFA
konfigürasyonunda yapılan pompalamanın daha yüksek çıkış sinyal gücü ve
kazancı verdiği ve iki yönlü pompalamanın gürültü seviyesinin diğer önerilen
pompalama konfigürasyonlarına göre daha düşük olduğu görülmüştür.
The Shack-Hartmann wavefront sensor is determined to be a valuable tool for
characterizing the optical elements and the performance of even complex optical
systems because of its vibration insensitivity, broadband light performance and ease of
use. SHWS is routinely used for diagnosing the aberrations of eye in clinics. It can be
used for measuring the topography of both reflective and transmissive optical elements.
SHWS has widespread use in observatories for detection and correction of atmospheric
turbulences with adaptive optics instruments [3, 5]. It is also an integral part of highpower lasers with adaptive optical elements. High-power laser beams distort mirrors,
which in turn distort the reflected wavefront and they also suffer from atmospherical
distortion effects such as thermal blooming. In such systems, SHWS is used to measure
the wavefront and supply feedback to the deformable mirrors in order to overcome these
unwanted effects.
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!
!
Keywords: Shack-Hartmann wavefront sensor, Zernike polynomials, optical
characterization, adaptive optics
References
1.B. C. Platt, R. Shack, History and Principles of Shack-Hartmann Wavefront Sensing.
Journal of Refractive Surgery, 2001. 17. 2.G. Yoon, Wavefront Sensing and Diagnotistic Uses, in Adaptive Optics for Vision
Science, Q. Porter, Lin, Thorn, Awwal, Editor 2006. 3.D. R. Neal and J. Mansell. Application of Shack-Hartmann wavefront sensors to optical
system calibration and alignment. in Proceedings of the 2nd International Workshop on
Adaptive Optics for Industry and Medicine. 2000. World Scientific. 4.J. C. Wyant, K. Creath, Basic Wavefront Aberration Theory For Optical Metrology, in
Applied Optics and Optical Engineering1992. 5.J. Schwiegerling, and D.R. Neal, Historical development of the Shack-Hartmann
wavefront sensor. Robert Shannon and Roland Shack: Legends in Applied Optics, edited
by JE Harvey and RB Hooker—SPIE, Bellingham, WA, 2005: p. 132-139. !!
!17
gelen atım tepe gücü 60 kW civarında ve atım enerjisi 940 pJ mertebesindedir.
Ayrıca üretilen atımların dalga boylarının 807–919 nm aralığında ayarlanabilir
olduğu gösterilmiştir. TDL ile elde edilen atım tepe gücü (60kW), şimdiye kadar
1
1
1
2,
3
Cr:LiSAF lazerleriyle elde edilen en yüksek atım tepe gücüdür. Bu çalışmalardan
Can Cihan , Ersen Beyatli , Ferda Canbaz , Li-Jin Chen Bernd Sumpf , Götz
3
4
2,5
1
elde edilen sonuçlar, kazancı eşleştirilmiş çıkış aynası(GMOC) sayesinde,
Erbert , Alfred Leitenstorfer , Franz X. Kärtner , Alphan Sennaroglu ve Umit
6
Cr:LiSAF gibi düşük n2 değerine sahip kazanç ortamlarında bile Kerr-odaklı kip
Demirbas
kilitleme rejiminin kolaylıkla elde edilebildiğini göstermektedir. Kazancı Eşleştirilmiş Çıkış Aynası(GMOC) İçeren Kararlı ve Verimli
Kerr- odaklı Kip Kilitlemeli Cr:LiSAF Lazerleri
1Laser
Research Laboratory, Departments of Physics, Koç University, Rumelifeneri, Sariyer, Istanbul
34450, Turkey
2Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge,
Massachusetts 02139,USA
3Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz Institut für Höchstfrequenztechnik, D-12489 Berlin, Germany
4Department of Physics and Center for Applied Photonics, University of Konstanz, D-78464
Konstanz, Germany
5Center for Free-Electron Laser Science, DESY and Department of Physics, University of Hamburg,
Germany
6Laser Technology Laboratory, Antalya International University, 07190 Dosemealti, Antalya, Turkey
Bu çalışma TÜBİTAK (112T967), European Union Marie Curie Career
Integration Grant (PCIG11-GA-2012-321787), AFOSR (FA9550-12-1-0499),
Thorlabs ve Alexander von Humboldt Vakfı tarafından desteklenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Diyot-pompalı lazerler, femtosaniye lazerler, Kerr odaklı kip
kilitleme.
Kaynakça
[email protected]
1. Ell, R., et al., Generation of 5-fs pulses and octave-spanning spectra directly
from a Ti:sapphire laser. Optics Letters, 2001. 26(6): p. 373-375.
2. Uemura, S. and K. Torizuka, Generation of 10 fs Pulses from a DiodePumped Kerr-Lens Mode-Locked Cr:LiSAF Laser. Japanese Journal of Applied
Physics, 2000. 39(Part 1, No): p. 3472-3473.
3. Chen, L.-J., M.Y. Sander, and F.X. Kärtner, Kerr-lens mode locking with
minimum nonlinearity using gain-matched output couplers. Optics Letters,
2010. 35(17): p. 2916-2918.
4. Canbaz, F., et al., Highly efficient and robust operation of Kerr-lens modelocked Cr:LiSAF lasers using gain-matched output couplers. Optics Letters,
2014. 39(2): p. 327-330.
Kerr-odaklı kip kilitleme (KLM) çeşitli kazanç ortamlarından femtosaniye
atımlar elde etmek için sıkça kullanılan bir tekniktir[1]. KLM mekanizması, atım
daralmasına neden olan öz genlik modülasyonunun (SAM), atımın genişlemesine
neden olan kazanç filtreleme etkisi tarafından dengelenmesi olarak düşünülebilir.
Kazanç filtreleme etkisini en aza indirgemek
için, doğrusal olmayan Kerr
odaklaması tarafından başlatılmış öz genlik modülasyonu gereklidir. Fakat,
Cr:LiSAF’ın düşük doğrusal olmayan kırılma indisine (n2) sahip olması (0.8
x10-16 cm2/W, Ti:Safir’inkine kıyasla neredeyse 4 kez daha küçük), bu
modülasyonun elde edilmesini oldukça zorlaştırmaktadır[2]. Bu soruna çözüm
olarak, Chen ve grubu[3] kazancı eşleştirilmiş çıkış aynalarının(GMOC)
kullanımını göstermişlerdir. Bu çalışmada, Cr:LiSAF gibi düşük n2 değerine
sahip bir kazanç ortamı, tek kipli ve daralan kılavuz yapılı(TDL) pompa diyotları
ile uyarılarak yüksek verimli ve kararlı femtosaniye(fs) atım üreten Cr:LiSAF
lazerleri elde edilmiştir.
Tek kipli pompa diyotunun kullanıldığı düzenekte, %21 optik-optik
verim ile 126 MHz tekrarlama frekansında 13 fs uzunluğunda atımlar üretilmiştir.
Bu atımlar, 25 mW ortalama güce sahiptir. Buna karşılık gelen atım tepe gücü 14
kW civarında ve atım enerjisi 120 pJ mertebesindedir. Bu çalışmada elde edilen
optik dönüşüm verimi (%21), literatürde yer alan sonuçlardan daha yüksektir[4].
TDL pompalı sistemde 113 MHz tekrarlama frekansında, 14.5 fs uzunluğunda
atımlar üretilmiştir. Bu atımlar,106 mW ortalama güce sahiptir. Buna karşılık
#18
!
parameters and also by using different solvents, considering the stability issue.
We were able to show that we can successfully produce the ultra-small InN NPs
with crystal structure by using the promising nanoparticle production method,
1,
2
PLA.
ve Bülend Ortaç
Ultra-Small InN Nanocrystal Production by Pulsed Laser Ablation
(PLA) Method
Canan Kurşungöz1,2
!
1UNAM
!
[email protected]
References
(1) Briot O, Maleyre B, Ruffenach S (2003) Indium nitride quantum dots grown by
metalorganic vapor phase epitaxy. Appl Phys Lett 83:2919–2921
(2) Hu MS, Wang WM, Chen TT, Hong LS, Chen CW, Chen CC, Chen YF, Chen KH, Chen
LC (2006) Sharp infrared emission from single-crystalline indium nitride nanobelts
prepared using guided-stream thermal chemical vapor deposition. Adv Funct Mater
16:537–541
(3) Zhang J, Zhang L, Peng X, Wang X (2002) Vapor–solid growth route to singlecrystalline indium nitride nanowires. J Mater Chem 12:802–804
(4) Wu C, Li T, Lei L, Hu S, Liu Y, Xie Y (2005) Indium nitride from indium iodide at low
temperatures: synthesis and their optical properties. New J Chem 29:1610–1615
(5) Schwenzer B, Meier C, Masala O, Seshadri R, DenBaars SP, Mishra UK (2005)
Synthesis of luminescing (In,Ga)N nanoparticles from an inorganic ammonium fluoride
precursor. J Mater Chem 15:1891–1895
(6) Cumberland RW, Blair RG, Wallace CH, Reynolds TK, Kaner RB (2001) Thermal
control of metathesis reactions producing GaN and InN. J Phys Chem B 105:11922–
11927
(7) Hsieh JC, Yun DS, Hu E, BelcherAM (2009) Ambient pressure, low-temperature
synthesis and characterization of colloidal InN nanocrystals. J Mater Chem 20:1435–
1437
(8) Mafune F, Kohno J, Takeda Y, Kondow T, Sawabe H (2000) Structure and stability of
silver nanoparticles in aqueous solution produced by laser ablation. J Phys Chem B
104:8333–8337
(9) Deniz AE, Vural HA, Ortac B, Uyar T (2011) Gold nanoparticle/polymer nanofibrous
composites by laser ablation and electrospinning. Mater Lett 65:2941–2943
(10) Alkis, S., Alevli, M., Burzhuev, S., Vural, H. A., Okyay, A. K., & Ortaç, B. (2012).
Generation of InN nanocrystals in organic solution through laser ablation of high
pressure chemical vapor deposition-grown InN thin film. Journal of Nanoparticle
Research, 14(8), 1-6.
(11) El-Atab, N., Cimen, F., Alkis, S., Ortaç, B., Alevli, M., Dietz, N., Okyay, A.K. & Nayfeh,
A. (2014). Enhanced memory effect via quantum confinement in 16 nm InN nanoparticles
embedded in ZnO charge trapping layer. Applied Physics Letters, 104(25), 253106.
There has been a lot of attention on group III-nitride nanostructures for
the nanoscale applications (1). Among those nanostructures, due to their
outstanding electronic and optoelectronic properties such as high electron
mobility, high saturation velocity because of their low effective mass, small
band gap, terahertz/near-infrared emission, and high surface electron
accumulation, indium nitride nanoparticles (InN NPs) have an increasing interest
(2). There are a number of nanoparticle production methods to obtain the
nanoscale InN crystal. Among those techniques, vapor–liquid–solid process at
high temperatures in the presence of ammonia results in the production of InN
NP’s (3). Moreover, solvothermal reactions (4), ammonolysis (5), solid-state
metathesis reactions (6), halide precursor, and nitric acid post-treatment
process (7) are also used for the production of InN nanocrystals. However, all
these methods include complex chemical procedures and the use of various
precursor chemicals that are critical for the purity of the system.
Pulsed laser ablation (PLA) method is a promising method for
nanoparticle production (8). A number of novel semiconductor, nitride, and
metal and metal oxide nanoparticles can be successfully produced by the PLA
method (9). Compared to other methods, PLA, offers a versatile way of
producing colloidal, highly pure, and agent-free nanocrystals. Previously, we have shown the chemical-free synthesis of InN NCs in
ethanol solution through nanosecond laser ablation of InN thin film with varying
pulse energies (10). Moreover, we have demonstrated that InN NCs produced
by PLA method can be used in the charge trapping memory device, which
offers a good reliability of the memory structure and the compatibility of the
fabrication with current semiconductor processing technology with the potential
of InN-NPs in future reliable, low-cost, and low operating voltage of charge
trapping memory devices (11).
Based on those previous studies and by considering the importance of
InN NPs in the nanotechnology field, we aimed to improve the quantum
confinement effects of InN NPs by producing ultra-small InN NPs with PLA
method. For this purpose, we produced InN NPs by using two different
nanosecond lasers with different wavelengths and by changing the laser
!!
!!
!
!19
Preparation of Silica Nanoparticles from Sugarbeet Bagasse by Laser
Ablation
!
for the first time the use of laser ablation for the synthesis of silica NPs from agroindustrial byproducts. It is also important to investigate the effects of nanomaterial
exposure on the aquatic environment. Green algae are known to be sensitive to many
chemicals. They have been considered indicators of the bioactivity of industrial wastes,
and they vary in their responses to a variety of toxicants. Their ecological position at the
base of most aquatic food webs and their essential roles in nutrient cycling and oxygen
production are critical to many ecosystems. Therefore, we examined how silica NPs
impact the growth of a freshwater green algae species that is among the most
widespread of all algae: Chlorella vulgaris. Our results may aid the development of
environmentally friendly and economically attractive alternatives to current NP
production methods.
Nalan Oya San1,2,3, Yasin Tümtaş3,4, Canan Kurşungöz, 3,4, Öncay Yaşa 3,4,
Bülend Ortaç 3,4 ve Turgay Tekinay 1,2
1Polatlı
Science and Literature Faculty, Biology Department, Gazi University, Ankara
Turkey
2Life Sciences Research Center, Gazi University, Ankara, Turkey
3UNAM - National Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
!
!
References
(1) Ding, T. P., Ma, G. R., Shui, M. X., Wan, D. F., & Li, R. H. (2005). Silicon isotopestudy
on rice plants from the Zhejiang Province, China. Chemical Geology, 218(1),41–50.
(2) Sun, L., & Gong, K. (2001). Review: Silicon-based materials from rice husks andtheir
applications. Industrial & Engineering Chemistry Research, 40(25), 5861–5877.
(3) Alves, L. A., Felipe, M. G. A., Silva, J. B. A. E., Silva, S. S., & Prata, A. M. R. (1998).
Pretreat-ment of sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate for xylitol production
byCandida guilliermondii. Applied Biochemistry and Biotechnology, 70–72, 89–98.
(4) Affandi, S., Setyawan, H., Winardi, S., Purwanto, A., & Balgis, R. (2009). A facile
methodfor production of high-purity silica xerogels from bagasse ash. Advanced
PowderTechnology, 20, 468–472.
(5) Hua, D., Tang, J., Jiang, J. L., Gu, Z. Q., Dai, L. L., & Zhui, X. L. (2009). Controlled
graftingmodification of silica gel via RAFT polymerization under ultrasonic
irradiation.Materials Chemistry and Physics, 114, 402–406.
(6) Clément, L., Zenerino, A., Hurel, C., Amigoni, S., Taffin de Givenchy, E., Guittard, F.,et
al. (2013). Toxicity assessment of silica nanoparticles, functionalised silicananoparticles,
and HASE-grafted silica nanoparticles. Science of the Total Envi-ronment, 450–451,
120–128.
(7) Gonzalez-Arellano, C., Balu, A. M., Luque, R., & Macquarrie, D. J. (2010). Catalytically active self-assembled silica-based nanostructures containing
supportednanoparticles. Green Chemistry, 12, 1995–2002.
(8) Alkis, S., Oruç , F. B., Ortaç , B., Kos¸ ger, A. C., & Okyay, A. K. (2012). A
plasmonicenhanced photodetector based on silicon nanocrystals obtained through
laserablation. Journal of Optics, 14, 125001.
Silica is beneficial to many plants (1). It is well known that certain plants,
including grasses (Poaceae), rice (Oryza sativa), sugarbeet (Beta vulgaris), and horse-tail
(Equisetum), contain high levels of biogenic silica (2). In particular, sugarbeet is an
attractive source of biogenic silica because the silica content of this plant is mainly
concentrated in bagasse. Sugarbeet bagasse is produced in large quantities as an agroindustrial byproduct and is often used as boiler fuel for generating steam during the
processing of sugar.
In recent years, there has been an increasing trend toward the more efficient use of agroindustrial by-products for animal nutrition, fuel, and fermentative products. Several
processes and products using sugarbeet bagasse as the raw material have been
reported, particularly in pulp and paper production; it is also used as a feedstock in
fermentation processes (3). However, sugarbeet bagasse can also be processed to
produce high-purity silica, exceeding 99% purity and primarily bearing K2O, and MgO as
impurities (4). As such, bagasse is an economically viable raw material for silica
nanoparticle (NP) production. Nanoparticles are frequently used in several
nanotechnological applications. In particular, silica NPs are widely used in drugs,
cosmetics, printer toners, varnishes, and food preservatives (5). In addition, the use of
silica NPs has recently been extended to the biomedical and biotechnological fields
(6).Such trends necessitate the development of eco-friendly processes for the
production of NPs. As a result, the focus of NP synthesis has shifted away from physical
and chemical processes toward ‘green’ chemistry and bioprocesses (7).
Most NP synthesis techniques, such as physical vapor deposition, precipitation,
solvothermal/hydrothermal methods, and sol–gel methods (e.g., sol–gel combustion), are
expensive and complex and offer only limited control over particle size and size
uniformity. In recent years, pulsed-laser ablation of solids in solution has attracted
interest due to its versatility and low cost (8). It was demonstrated recently the bulk
synthesis of NPs by laser ablation, yielding ceramic NPs on a scale of several grams.
Their study indicates the potential feasibility of laser ablation for large-scale synthesis
applications.
Based on the available literature, we hypothesized that sugarbeet bagasse, which is
inherently rich in silica, can be used to synthesize silica NPs. In this study, we describe
!
!
!
!
!
!
!20
ecosystem by limiting or encouraging the spread and proliferation of animal
populations (6). As such, the aquatic macrophyte Lemna minor was chosen as
the model organism in this study. Due to its high reproductive rate, small size
and ease of cultivation and harvest, L. minor is an ideal model for toxicology
research and has been used extensively for the determination of heavy metal
1
2,3
2,3
2,3
Esra Üçüncü , Alper D. Özkan , Canan Kursungöz , Zeynep E. Ülger
and nanoparticle toxicities (7).
2,3
5,6
2,3
2,4,7
Tolga T. Ölmez Turgay Tekinay , Bülend Ortaç , Evren Tunca
The present study aims to understand the effects of Ag nanoparticle toxicity on
1Ankara University, Department of Biology, Faculty of Science, Ankara, Turkey
2UNAM - National Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara, Turkey
the environment by modeling the effects of AgNPs on L. minor growth and
development. Toxicities of five different AgNP concentrations on L. minor were
4University of Muğla, Department of Geological Engineering, Kötekli, Muğla, Turkey
modeled separately in a dose- and time-dependent manner, FT-IR
5Gazi University, Life Sciences Application and Research Center, Ankara, Turkey
spectroscopy was employed to identify the biochemical changes caused by
6Gazi University, Polatlı Science and Literature Faculty, Ankara, Turkey
interaction with AgNPs, and nanoparticle biosorption rates were determined by
7Ordu University, Faculty of Marine Sciences, Fatsa, Ordu, Turkey
kinetic modeling and sorption isotherms to evaluate the extent of AgNP
[email protected]
remediation from aquatic ecosystems by L. minor.
!
Effect of Silver Nanoparticles Produced by PLA in Different
Concentrations on the Growth of Lemna minor in an Alkaline
Environment
!
!
!
Recent developments in nanotechnology have resulted in the largescale production of a wide array of nanoscale materials, the effects of which on
the environment are still largely unknown. Nanoparticles may demonstrate
vastly different properties compared to their bulk equivalents, and their small
(1–100 nm) sizes, corresponding to high specific surface areas and mobilities,
are thought to render them potentially hazardous to human and environmental
health (1). Extensive production and use of nanoparticles may result in their
accidental release in aquatic ecosystems, where they may have detrimental
effects on a wide spectrum of organisms (2). However, the determination of
nanoparticle toxicities has received little attention until recent times, and
thorough ecological and toxicological evaluations are necessary to fully
understand the potential impact that nanoscale contaminants may have on the
environment. Due to their wide-spectrum antibiotic activity, Ag nanoparticles
(AgNPs) have been commonly incorporated into textiles, cosmetics, paints and
food additives (3). AgNPs are conventionally synthesized by the treatment of an
Ag salt with a reducing agent, but can also be produced by a diverse array of
alternative synthesis methods, including electrolysis, photoreduction, pyrolysis,
sol–gel methods and biological material-mediated reduction (4). Laser ablation
in particular has drawn considerable attention as a potent method for the
generation of nanoparticles from bulk silver or other metals, as this technique
does not require the long reaction times, high temperatures, puritycompromising reduction agents or other toxic materials associated with
competing synthesis methods (5).
Aquatic plants are the most prominent primary producers in freshwater
ecosystems, forming the base of aquatic food chains and balancing the
References (1) Wiesner, M.R., Lowry, G.V., Alvarez, P., Dionysiou, D., Biswas, P., 2006.
Assessing the risks of manufactured nanomaterials. Environ. Sci. Technol. 40,
4336–4345.
(2) Navarro, E., Piccapietra, F., Wagner, B., Marconi, F., Kaegi, R., Odzak, N.,
Sigg, L., Behra, R., 2008. Toxicity of silver nanoparticles to Chlamydomonas
reinhardtii. Environ. Sci. Technol. 42, 8959–8964.
(3) He, D., Dorantes-Aranda, J.J., Waite, T.D., 2012. Silver nanoparticle-algae
interactions: oxidative dissolution, reactive oxygen species generation and
synergistic toxic effects. Environ. Sci. Technol. 46, 8731–8738.
(4) Evanoff Jr., D.D., Chumanov, G., 2005. Synthesis and optical properties of
silver nanoparticles and arrays. ChemPhysChem 6, 1221–1231.
(5) Semaltianos, N.G., 2010. Nanoparticles by laser ablation. Crit. Rev. Solid
State 35, 105–124.
(6) Jiang, H.S., Li, M., Chang, F.Y., Li, W., Yin, L.Y., 2012. Physiological analysis
of silver nanoparticles and AgNO3 toxicity to Spirodela polyrhiza. Environ.
Toxicol. Chem. SETAC 31, 1880–1886.
(7) Ucuncu, E., Tunca, E., Fikirdes_ici, S_., Altındag˘, A., 2013. Decrease and
increase profile of Cu, Cr and Pb during stable phase of removal by duckweed
(Lemna minor L.). Int. J. Phytoremediat. 15, 376–384.
!!
!!
!
!21
!
Toxicological Effects of Silver Nanoparticles produced by Pulsed
Laser Ablation Method
!Lazer Tedavi Tekniğinin Kolaylaştırılmasına Yönelik Model Tasarlama
Cemile Altun1, Fatma Uzundemir2, Rıfat Rasier3, R. Koray Çiftçi4
12
Canan Kurşungöz1,2, S. Taşkın Taş3, Yıldırım Sara3, Mustafa F. Sargon4, Bülend Ortaç1,2
1UNAM
!
3Clinical Pharmacology Department, Hacettepe University, Ankara 06100, Turkey
4Anatomy Department, Hacettepe University, Ankara 06100, Turkey
[email protected]
!
Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Namık Kemal Üniversitesi
2 Göz Hastalıkları Anabilim Dalı,İstanbul Bilim Üniversitesi
3 Çorlu Mühendislik Fakültesi, Namık Kemal Üniversitesi
[email protected]
Yüksek kan şekeri (diabet), bütün vücut damarlarını özellikle küçük ve
orta çaplı damarları etkiler. Diabetten en çok etkilenen organlar, küçük
damarlarla zengin olan göz, böbrek ve beyindir [1].Diabet hastalığına bağlı retina
bozukluklara Diabetik Retinopati(DR) adı verilmektedir. Bu tip hastalıkların
tanısında FFA görüntüleri, tedavisinde ise Argon Lazer kul- lanılır.
Nanoparticles are taken into the body by three main routes: inhalation,
digestion and through contact (1). Among them, inhalation is one of the most important
ways of nanoparticle exposure since inhaled nanoparticles, besides reaching to lungs,
directly go to the brain (2). Once they reach to brain, nanoparticles play roles in the
formation of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer’s disease (3). The most
important site for those types of memory related neurodegenerative diseases is
hippocampus (4,5). Hence, to analyze the behavior of the nanoparticles that we
encounter very often daily has a great importance to understand the mechanism of
action.
In this study, we have produced silver nanoparticles by laser ablation method,
which is a very commonly used and preferred way of top-down nanoparticle production
method. The characterization of those silver nanoparticles was performed by UV Visible
Spectrophotometer (UV-Vis), scanning electron microscope (SEM), transmission electron
microscope (TEM) and Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDX). The silver nanoparticles were administered to the rat hippocampal slices in vitro
and incubated for one hour to check the silver nanoparticle-cell interaction. Then the
tissues were examined with transmission electron microscope (TEM) to see the
nanoparticle distribution.Our results showed that silver nanoparticles which were
administered in vitro were able to taken into the cell. The silver nanoparticles were
shown both in the cells, distributed in the cytoplasm, and in the extracellular matrix.
Moreover, we have shown that the silver nanoparticles are taken into the cell via
endocytosis, which is a key step in understanding of the cellular toxicity.
!
Fundus Floresein Anjiografi (FFA); floresein molekülleri kullanılarak
gözün anatomik yapısının ayrıntılı olarak incelenmesini sağlayan görüntüleme
tekniğidir. FFA görüntüleri, lazer tedavi sisteminde tanı ve tedavi yöntemlerinin
tespiti amacıyla kullanılır [2]. Bu görüntüler yardımıyla karar verilen tedavi
yöntemlerinde; görme olayında önemli bölgelere (optik disk-makula) dikkat
edilmesi, lazer atışı yapılması risklidir.
!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
Anahtar Sözcükler: FFA, Optik Disk, Makula, DR, Lazer
References
(1)Elsaesser, A., Howard, C. V. (2012) Toxicology of nanoparticles. Advanced Drug Delivery Reviews
64;129-137 (2)Begley, D.J. (1996) The blood-brain barrier: Principles for targeting peptides and drugs to the
central nervous system. J. Pharm. Pharmacol., 48, 136−146. (3)Sharma, H. S., Sharma, A. (2007) Nanoparticles aggravate heat stress induced cognitive deficits,
blood-brain barrier disruption, edema formation and brain pathology. Prog. Brain Res. 162, 245–
273. (4)De Lorenzo, A.J.D. (1970) The olfactory neuron and the blood-brain barrier. In Taste and Smell in
Vertebrates; Wolstenholme, G.E.W., Knight, J., Eds.; J. &A. Churchill: London, UK, pp. 151–176. (5)Takenaka, S., Karg., E, Roth, C., Schulz, H., Ziesenis, A., Heinzmann, U., Schramel, P., Heyder, J.
(2001) Pulmonary and systemic distribution of inhaled ultrafine silver particles in rats. Environ Health
Perspect 109;547–551. !22
!
!
Parabolik Hüzmelerin Otomotiv Aydınlatmasında Uygulamaları
! Titanyum Üzerine Renkli Markalamada Lazer Tarama Hızının Etkisi
E. Yalaza1,2, E. Akman1,3, E. Kacar 4, A. Demir4
Ceren Altıngöz, Berna Yalızay, Selçuk Aktürk
1
İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Mühendisliği 34469 İstanbul
[email protected]
Elektrooptik Sistem Mühendisliği, Kocaeli Üniversitesi/Türkiye
BEAM AR-GE Optik ve Lazer Teknolojileri LTD., KOÜ Teknopark, Kocaeli/Türkiye
3 Sivil Havacılık Yüksekokulu, Elektrik Elektronik Bölümü, Kocaeli Üniversitesi, Arslanbey,
Kocaeli/Türkiye
4 Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi, Kocaeli/Türkiye
[email protected]
2
Parabolik hüzmeler veya bir diğer adı ile Airy hüzmeleri özellikle son yıllarda ilgi
çekmekte ve kullanım alanları bulmaktadır. Işık demetleri Airy hüzmeleri haline
getirildiğinde, merkez şiddet noktaları (odak) ilerledikçe bükülen bir eğri çizer. Bu
çalışmada Airy hüzmelerinin otomotiv aydınlatmasına mümkün olabilecek uygulanmaları
incelenmektedir. İlk olarak Airy hüzmelerinin tarihsel alt yapısı açıklanmaktadır, bu hüzmelerin en
belirgin özelliklerinden biri olan “kırınımsız ilerleme” ve bu ilerlemenin altındaki fizik ikinci
aşamada anlatılacaktır. Bunu kırınımsız ilerleyen bir diğer hüzme olan Bessel hüzmesi ile
Airy hüzmeleri karşılaştırılması izleyecektir. Bu karşılaştırma ile Airy hüzmelerinin
karakteristiği daha detaylı anlaşılarak bir diğer özelliği olan “ilerledikçe ivmelenmesi”
incelenecektir. Bugüne kadar lazer ışık kaynağı kullanılarak üretilen Airy hüzmeler bu
çalışma için led ışık kaynağı kullanılarak üretilmiştir. Çalışmada led ışık kaynağı
kullanılarak ürettiğimiz bu hüzmelerin fiziki özellikleri de detaylı olarak anlatılacaktır. Lazer
ve led ışık kaynağı ile üretilmiş hüzmeler arasındaki fark ve benzerlikler incelenecektir. İlerledikçe ivmelenmenin Airy hüzmelerinin bükülmesine sebep olması, bu
hüzmelerin otomotiv aydınlatmasında köşe aydınlatma (cornering light) ve kıvrılan yollar
için bükülme aydınlatması (bending light) fonksiyonları için kullanılabileceği fikrini
doğurmuştur.
Bugüne kadar eğik plazma kanallarının oluşturulmasında ve optik yakalama
uygulamalarında parçacık ayırma teknikleri için kullanılan bu özel hüzmeler, bu makale ile
otomotiv aydınlatmasında uygulanabilirliği araştırılmış olacak ve incelenmesi gereken bir
sonraki adımlar tartışılacaktır.
!
Metal yüzeylerde lazer ile renkli markalama bir süredir bilinen bir işlemdir. Bu
işlem, metal yüzeyinde boya ya da herhangi bir kimyasal işlem kullanılmadan sadece
lazer ışını ile yüzeyi renklendiren bir işlemdir. Lazer ışınının metal yüzeylerle etkileşmesi
yüzeyde bir oksit tabakası oluşturur. Metal yüzeylerde renklenmeyi sağlayan da bu oksit
tabakadır. Yüzeydeki renklerin farklı olmasını sağlayan etken ise oksit tabakasındaki
oksijen miktarıdır. Yüzeyde oluşan oksitlenme miktarı; lazerin çıkış gücü, lazer ışınının
yüzeyi işleme hızı, ardışık tarama ışınları arasındaki mesafe, yüzeyin odak noktasına göre
uzaklığı gibi parametrelere bağlıdır[1]. Bu çalışmada, farklı lazer tarama hızlarının, titanyum yüzeyinde oluşan oksit
tabakası ve renklenme üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma; çıkış gücü 20W, atım
süresi 200ns, atım tekrar oranı 20-100kHz
olan endüstriyel fiber lazer (1064nm) ile
yapılmıştır. Fiber lazer ile tarama işlemi, lazer
ışınını yönlendiren galvonometrik aynalar ile
sağlanmıştır. Yapılan çalışmada, titanyum
oksit tabakasının çok geniş bir renk aralığı
ortaya çıkardığı gözlenmiştir. Bu da titanyum
üzerine renkli markalamanın;
elektronikte,
otomotiv endüstrisinde, metal sanayide,
dekoratif uygulamalarda, reklamcılık ve takı
tasarımında kullanılmasını sağlamaktadır[2]. !
!
Kaynakça:
[1] Arkadiusz J. Antonćzak, Dariusz Kocon , Maciej Nowak, Paweł Kozioł, Krzysztof M.
Abramski , Laser-induced Colour Marking—Sensitivity Scaling For a Stainless Steel,
Applied Surface Science 264 (2013) 229– 236.
[2] Arkadiusz J. Antończak ,Bogusz Stepak, Paweł E. Kozioł, Krzysztof M. Abramski,
The influence of process parameters on the laser-induced coloring of titanium, Applied
Physics A, DOI 10.1007/s00339-013-7932-8 (2013).
!
Anahtar kelimeler: parabolik (Airy) hüzmeler, otomotiv aydınlatması
Kaynakça
[1] G. A. Siviloglou and D. N. Christodoulides, Opt. Lett. 32, 979 (2007).
[2] T. Ellenbogen, N. Voloch-Bloch, A. Ganany-Padowicz, and A. Arie, “Nonlinear generation and
manipulation of Airy beam,” Nat. Photonics 3, 395–398 (2009)
[3] Berna Yalizay, Burak Soylu, and Selcuk Akturk, "Optical element for generation of accelerating
Airy beams," J. Opt. Soc. Am. A 27, 2344-2346 (2010) !!
!23
Probing Ultrafast Energy Transfer Between Excitons And Plasmons In
The Ultrastrong Coupling Regime
!
500 W All-Fiber Ytterbium Doped Fiber Laser
!
Elif Gül Özkan1,2 ve Bülend Ortaç1, 2
1UNAM
Elif Akhüseyin1, Sinan Balci2, Coşkun Kocabas3, Betül Küçüköz1, Ahmet
Karatay1, H. Gul Yaglioglu1, ve Ayhan Elmali1
of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
2Institute
1Department
of Engineering Physics, Faculty of Engineering, Ankara University,
06100 Besevler, Ankara, Turkey
2Department of Astronautical Engineering, University of Turkish Aeronautical Association,
06790 Ankara, Turkey
3Department of Physics, Bilkent University, 06800 Ankara, Turkey
[email protected]
!
This research concentrated on the field of laser science and technology.
We designed and developed a powerful fiber laser system for industrial
applications. High-power laser lights have become extremely important for
many applications such as industrial, defense and health care. In our fiber laser
system, the new generation fiber optic technology is used. Fiber laser systems,
with the ease of use provided by the field, are preferred especially for highpower laser systems because of reduced heating problem, higher productivity
level for increased rate of absorption of light pumped, and high-quality optical
cavity laser light produced during the use and optimization of the system [1, 2].
Fiber laser concept of an active agent system which is raised in energy
level, instead of a fiber along which waveguided. For this reason, a very
reduced heating problems, higher productivity level for increased rate of
absorption of light pumped, high-quality optical cavity laser light produced
during the use and optimization of the system very little is needed. Also, due to
eviromentally stable and compactness, fiber lasers are preferred.
Due to new technology, and have power over projects proposed within
the 500 watt light can produce high quality as for the development of a fiber
laser system in the country has not been studied yet.. High-power fiber laser
module manufacturing project, low-loss fiber laser diode design and
development of special cutting system in the scope of this study aims to
achieve a product that can be used in the industry as a result.
!
We investigated ultrafast energy transfer between excitons and
plasmons in ensembles of core-shell type nanoparticles consisting of metal
core covered with a concentric thin J-aggregate (JA) shell. The high electric
field localization by the Ag nanoprisms and the high oscillator strength of the
JAs allowed us to probe this interaction in the ultrastrong plasmon-exciton
coupling regime. Linear and nonlinear optical properties of the coupled system
were measured using transient absorption spectroscopy revealing that the
hybrid system shows half-plasmonic and half-excitonic properties. The
tunability of the nanoprism plasmon resonance provides a flexible platform to
study the dynamics of the hybrid state in a broad range of wavelengths.
Fig. 1 Schematic representation of the energy
transfer occurring between the excitons of JAs and
localized plasmons of Ag nanoprisms. Individual
TDBC molecules self-assemble on the surface of
the Ag nanoprisms and hence construct JA
nanostructures. The dynamics of the energy
Exchange has been studied by using transient
absorption spectroscopy.
!
!
!
!!
Keywords: Fibers, Lasers, High-Power Laser Systems References:
Keywords: Plasmon, Exciton, Strong Coupling Regime, Ultrafast Pump-probe
Spectroscopy Reference
[1] Sinan Balci, Coskun Kocabas, Betül Küçüköz, Ahmet Karatay, Elif
Akhüseyin, H. Gul Yaglioglu, and Ayhan Elmali, “Probing Ultrafast Energy
Transfer between Excitons and Plasmons in the Ultrastrong Coupling Regime”,
APPLIED PHYSICS LETTERS 105, 051105 (2014). [1] I. Limpert, A. Liem, H. Zellmer and A. Tunnemann, Electronics Letters
39,645 (2003)
[2] Y. Jeong, J. K. Sahu, D. N. Payne, and J. Nilsson, Optics Express, 12, 25
(2004)
!
!24
!!
!
!
MR Görüntüleme Uygulamaları İçin Üretilen RF MEMS Çınlayıcıların
Test Edilmesi ve CMOS Tümleşik Devre Tarafından Sürülmesi
Şekil 2: MEMS çınlayıcıların
karakterizasyonu için kurulan
düzeneğin şematik temsili ve
Lazer Doppler Titreşimölçeri
kullanılarak yapılan örnek bir
ölçüm sonucu
E. Kusakci1, M. H. M. Kouhani1, B. Camli1, A. U. Cakaci1, H. Torun1,2 ve A. D.
Yalcinkaya1,2
!!
!!
!
!
!
1Boğaziçi
!
Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Bebek 34342 İstanbul,
Türkiye
2Boğaziçi Üniversitesi, Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi,
Kandilli 34684 İstanbul, Türkiye
[email protected]
Bu çalışmaya EEEAG 111E197 Projesi kapsamında verdiği destekten ötürü
TÜBİTAK’a teşekkürlerimizi sunarız.
Bu çalışmada, MR görüntülemede kullanılması planlanan Optik Kateter
Takip Sistemi[1] için Nikel elektro kaplama yöntemi kullanılarak üretilen RF
MEMS çınlayıcıların (Şekil 1) önce harici kaynak tarafından ve sonra da CMOS
tümleşik devre tarafından sürülmesi anlatılmaktadır. Güçlü bir DC manyetik
alanda (0.62T) üzerlerinden akım geçirilen MEMS aygıtlar oluşan Lorentz
kuvvetinin etkisiyle titreşirler. Anahtar kelimeler: MEMS, kateter takip sistemi, optik okuma, MR görüntüleme,
CMOS, Biomedikal uygulamalar, fiberoptik bağlantı
Kaynakça
!
[1] T. Peters ve K. Cleary; Image-Guided Interventions. Ch. 2, pp. 23-44, 2008
[2] B. Sarioglu, O. Aktan, A. Oncu, S. Mutlu, G. Dundar ve A. Yalcinkaya, “An
Optically powered cmos receiver system for intravascular magnetic resonance
applications,” Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems, IEEE
Journal [3] B. Camli, B. Sarioglu ve A. Yalcinkaya “Photodiodes for monolithic
cmoscircuit applications,” Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE
Journal of, vol. PP, no. 99, 1-1, 2014
Şekil
1:
(solda)Üretilen bir
MEMS çınlayıcının
optik mikrografisi
ve (sağda) AFM'de
elde edilmiş
görüntüsü
!
!
!
!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
Bahsedilen CMOS devresi, kırmık üzerinde bulunan fotovoltaik gözcük
üzerine fiber optik kablo ile iletilen lazer gücünü kullanmaktadır[2][3].
Çınlayıcıların MR görüntüleme uygulamalarında anlamlandırılabilecek yüzey dışı
bükülme hareketleri, Lazer Doppler titreşimölçeri (LDV) veya kırınım ızgarası
girişimölçeri ile optik yollarla ölçülebilmektedir. LDV ile laboratuar ortamında
yapılan ölçümlerde, ölçülen farklı geometrideki cihazlar için 325kHz ile 1MHz
arasında farklı rezonans frekansları tespit editmiştir. CMOS tümleşik devresi ile
yapılan ölçümlerde 60 mW lazer gücü verildiğinde 10dB SNR elde edilmiştir.
Normal bir MR cihazında yaklaşık 3T DC manyetik alan kullanıldığından
cihazdan daha iyi bir gürültü performansı elde edilecektir.
!!
!
!25
!
!
New Designed Opto-Mechanical System For Z-Scanning Nonlinear
Measurements
! Compressive Sensing Using Millimeter Waves in Reflection Mode
Fırat İdikut1, V. Ali Özkan1, Sibel Homurlu1, Behsat Şahin2, Hakan Altan1
1Department
Ferit ARTKIN
2Department
Kocaeli University, Vocational School of Hereke , 41800, Hereke
[email protected]
!
Various materials in nonlinear optics (liquids, organic structures,
semiconductors, thin films…) the nonlinear optical properties used for definning
one of the methods the z-scanning techniques for new designed optomechanical system is described briefly below. This system has movement
resolution of 1.42×10-3 mm. for each signal. However the obtained parameters
within the measurement may be more accurate and reliable. The new designed
system is improved version of the opto-mechanical system which was designed
in 2005. In this paper the new system was compared with the old system
briefly.
of Physics, Middle East Technical University, Ankara, 06800, Turkey
of Electronics and Communication Engineering, Yildirim Beyazit University,
Ankara, 06030, Turkey
[email protected]
Here, we demonstrate imaging using sub terahertz radiation in a
reflection mode configuration where the image is pixelized using metal
apertures to demonstrate the technique of compressive sensing. The purpose
of this research is to reconstruct the image from the reflected and measured
sample at a rate below the Nyquist limit by looking at the reflection, and to
improve the algorithm for reconstruction process. The reason for looking at the
reflection instead of transmission is to explore its use in medical purposes, such
as looking at burned skin under bandages. In the experiment, the imaging was
done by obtaining a reflection pattern of reverse R letter, made of aluminum. A
118GHz Virginia Diode Instrument (VDI) source was used. It was amplitude
modulated using a function generator on the final doubler and measured via a
Golay Cell (Tydex TC-1T) and lock–in amplifier. The 10 x 10 random array
patterns were fabricated by a 40kHz repetition rate pulsed fiber laser having
0.5mJ average pulse energy and 25 kW peak power per pulse (Fiberlast
NanoMark 20W). The pixels had dimensions of 3x3mm. In the experiments, the
source was collimated by a 5cm diameter F#2 Teflon lens, and then the letter R
was mounted at 45o with respect to the lenses and the matrix pattern. The
distance between the detector and the matrix pattern were set to about 50 cm
to prevent diffractive effects. The system is shown below
So far, we could not achieve a good
quality image under the Nyquist rate.
However, we concluded that the
reconstructed image has better
quality than the pure noise image.
Our future works will be on improving
algorithms and making more
measurements to get better
quantitative results. Acknowledgements
This project was funded under Ministry of Science, Industry and Technology
Grant#0994STZ2011-2. !
!
!!
!
!
Figure1. New designed opto-mechanical
system with optic holder, colour photo.
Keywords: Opto-mechanical system, zscanning technique, nonlinear measurements.
References:
[1] http://www.edmundoptics.eu/optomechanics/positioning-stages-slides/motorizedpositioners/zaber-high-precision-motorized
[2] http://www.edmundoptics.eu/optomechanics/positioning-stages-slides/motorized-positioners/
motorized-stages-with-integrated-motor-controller-system/2693
[3] Yoder Paul R. Opto-Mechanical System Design, SPIE press, 3rd ed., ISBN 1-57444-699-1, 2006.
[4] http://www.newport.com/Motion-Control/5680969/1033/section.aspx
[5] https://www.newport.com/Products/5465115/1033/nav.aspx
[6] Smith Warrant J., Modern Optical Engineering, 4th ed., Mc Graw Hill, ISBN 978-0-07-14768,
2008.
!
!!
[ 7 ] h t t p : / / w w w . c v i m e l l e s g r i o t . c o m / p r o d u c t s / D o c u m e n t s / Te c h n i c a l G u i d e /
Positioning_Performance_and_Accuracy.pdf
!
!26
Stratejik ve Teknolojik Öneme Sahip Yarıiletken Tek Kristallerin Üretimi
!
!
!
Gizem Yıldız, Umut Aydemir, Mustafa Kılınç, Tofig Memmedli
Mono Kristal Teknolojileri
[email protected]
Poli(N-Vinil Karbazol-Ko-Perflorobütiletilen) Kopolimerinin Sentezi,
Optik ve Elektrokromik Özellikleri
Gülizar Elif ÖZEL1, Mehmet YILDIRIM2, Uğur CENGİZ3, İsmet KAYA4
1Çanakkale
Onsekiz Mart Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği ABD
Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü
3Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü
4Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Polimer Sentez ve
Analiz Lab.
2Çanakkale
Günümüzde yarıiletken tek kristaller güneş pilleri, diyot lazerler, ışık
yayan diyotlar, foto algılayıcılar, optik filtreler, transistörler, opto-elektronik ve
haberleşme gibi çok geniş uygulama alanlarına sahiptir. Bunların yanısıra bazı
özel kristaller (CdZnTe, CdTe, Safir, Nd-YAG v.b.) Savunma, Havacılık - Uzay
Teknolojileri gibi stratejik alanlarda anahtar rol oynamakta ve bu sektörlerdeki
yerli teknolojilerin geliştirilmesinde ciddi katkı sağlamaktadır. Şirketimiz
bünyesinde stratejik ve teknolojik öneme sahip Çalkogenit ailesi (AII-BIV A:Metal,
B:S,Se,Te) tek kristallerin üretimi Bridgeman Metoduyla üretilmektedir. GaS,
GaSe, CdTe, CdS, PbTe, SnTe, CdZnTe, PbSnTe, TlGaSe2, TlInSe2,
TlGaS2,TlInS2 v.b. bileşikler yüksek sıcaklıklarda sentezlenerek daha sonra
0.1-0.3 mm/sa hızla bridgeman sisteminin içinde çok hassas ve kontrollü olarak
tek kristal külçeler haline getirilmektedir. Üretilen yarıiletken tek kristallerin:
kristal kalitesi, kristal kusur yoğunluğu, optik şeffaflığı gibi yapısal özellikleri
incelenmiştir. Analiz sonuçlarına göre tek kristallerin yüksek kalitede olduğu ve
bu kristaller kullanılarak farklı aygıtların üretilebileceği öngörülmektedir
Anahtar kelimeler: Yarıiletken, Tek Kristal Büyütme, Çalkogenit Ailesi,
Bridgeman Yöntemi
!
[email protected]
Kromizmin en önemli ticari kullanım alanını oluşturan elektrokromizm; maddenin
elektrokimyasal olarak yükseltgendiğinde veya indirgendiğinde optiksel değişime uğramasıdır [1,2].
1970’lerde keşfedilen iletken polimerler; kimyasal olarak modifiye edilebilme olanağı, kolayca
işlenebilmeleri ve düşük maliyetle üretilebilmelerinden dolayı elektrokromik malzeme olarak oldukça
ilgi görmüştür. Bu alanda yapılan pek çok çalışmada yapısal modifikasyonlar kullanılarak çeşitli renk
ve renk değişimlerine sahip, optiksel kararlılığı yüksek polimerik elektrokromikler elde edilmiştir [3]. Bu çalışmada yeni bir tür polimerik elektrokromik yüzey hazırlandı. Polimer sentezinde
perflorobütiletilen (PFBE) ve vinil karbazol monomer olarak kullanıldı (Şekil 1). Reaksiyon kloroform
içerisinde belirli oranlarda monomerlerin çözülüp, çözeltiye demir (III) klorür (FeCl3) eklenmesiyle
gerçekleştirildi. Reaksiyon oda sıcaklığında 5 saat süreyle gerçekleştirildi. Elde edilen polimerin
yapısal karakterizasyonu (NMR ve FT-IR) polimerizasyonun hem karbazol halkası üzerinden hem de
vinil grubuna dağılarak vinilen grupları üzerinden kopolimerleşme şeklinde ilerlediğini gösterdi.
Kopolimer yapısındaki monomer oranları 1H-NMR spektrumu üzerinden pik integrasyonları
kullanılarak 3:1 (PFBE:VC) olarak belirlendi.
!
Sentezlenen polimer kloroform
içerisinde çözülerek sprey
kaplama yöntemiyle ITO/cam
yüzey üzerine kaplandı. Hazırlanan
filmin floresans ve elektrokromik
özellikleri incelendi. Polimerik
fi l m i n u y g u l a n a n p o t a n s i y e l
aralığında kararlı optiksel dönüşüm
gösterdiği ve çözelti fazında %3.8’lik kuantum verimine sahip mavi renkli emisyon yaptığı belirlendi.
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
Kaynakça
1. http://www.monokristal.com/
!
Anahtar Kelimeler: Elektrokromizm, floresans, kopolimer, N-vinil karbazol.
Teşekkürler: Bu çalışma 113Z246 numaralı TÜBİTAK projesi tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
!
[1] Celebi S., Balan A., Epik B., Baran D., Toppare L., Donor Acceptor Type Neutral State Green
Polymer Bearing Pyrrole as The Donor Unit, Organic Electronics 10, 631–636, 2009.
[2] Mortimer R. J., Dyer L. A., Reynolds R. J., Electrochromic organic and polymeric materials for
display applications, Displays 27, 2–18, 2006.
[3] Sonmez G., Sonmez H.B., Shen C.K.E., Wudl F., Red, green,and blue colors in polymeric
electrochromics, Adv. Mater., 16, 1905-8, 2004.
!27
MEMS Tabanlı Terahertz Algılayıcı
!
!
H. Bilgin, S. Sadeghzadeh, A. D. Yalçınkaya, H. Torun
!
Boğaziçi Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 34342 Bebek-İstanbul
[email protected]
On-Chip Plasmonic Imaging Using A Smartphone For On-Site HighThroughput Biosensing
Hasan Guner1, Ahmet Emin Topal1, Hepi Hari Susapto1, Sencer Ayas1,
Mehmet Celik2, Mustafa O. Guler1, Caglar Elbuken1, ve Aykutlu Dana1
1UNAM
of Computer Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey
[email protected]
2Department
MEMS-tabanlı terahertz algılayıcı MEMS bir cihaz üzerine tümleşik olarak tanımlanan
metamalzeme soğuruculu bir aygıttır. Soğurulacak enerji MEMS yapısı üzerinde bükülmeye yol
açacak ve oluşacak deplasman farkı optik yöntemlerle okunacaktır. Şekil-1'de verilen THz
algılayıcının temel bölümleri soğurucu yüzey, çift-kat bacaklar ve yalıtım bacaklarıdır. Bu bölümlerin
geometrik yapıları algılayıcının optimum düzeyde çalışması için tasarlanmışlardır. Soğurucu yüzey
gelen THz akıyı yakalamak için yeterli büyüklükte olmalıdır. Ayrıca THz bandında tümleşik
metamalzeme yardımıyla emilen enerjide sıcaklığı yükseltmek için soğurucu yüzey
düşük ısı
kapasitesine sahip olmalıdır.[1] Emilen ısının algılamak için yeterli bir süre yapıda kalması için yalıtım
bacaklarının düşük ısı kapasitesine ve düşük ısıl iletkenliğine sahip olması gerekir, algılayıcının tepki
süresi ile düşük ısıl iletkenlilik arasında öneme göre eniyileme yapılmasını gerektirir.[2] MEMS
terahertz algılayıcılarının ölçümü için kullanılacak kırınım ızgarası girişimölçer yöntemi için de Şekil 1
de görülmek üzere dağıtma ızgarası tasarlanmıştır.Şekil 2 metamalzeme tümleştirilmiş THz
algılayıcılar için geliştirilmiş mikroüretim süreç akışını göstermektedir. Üretim süreci bir kuvars alttaş
üzerine kaldırma (lift-off) yöntemi ile tanımlanacak alt elektrot tanımı ile başlar. Alt elektrot aynı
zamanda kırınım ızgarası şeklinde de tanımlanabilir (1. adım). Sonra alt elektrot üzerine feda katmanı
olarak fotorezist (PR) serilir. Feda katmanı üzerine hem mekanik hem de dielektrik katman özelliği
gösteren parylene katmanı kimyasal buhar kaplama ile serilir (3. adım). Üst metal tabakası hem
soğurucu özellik gösteren hem de çift katlı bacak oluşturacak metal tabakasıdır (4.adım). Sonra
dielektrik/mekanik katman aşındırmasına geçilir.(5.adım) Plazma aşındırma yöntemleri ile bu adım
tamamlanıp son olarak feda katmanı da aşındırılır ve MEMS yapının serbest kalması sağlanır (6.
adım).Silisyum alttaş üzerine üretilmiş algılayıcı örneği Şekil 3 ile verilmiştir.
!
Low-cost and portable biosensing devices are desirable especially in early
diagnostics and environmental monitoring. Here we demonstrate an on-chip plasmonic
imaging platform integrated with a smartphone to be used in the field with highthroughput biodetection. Real-time refractive index change measurements using cheap
and easy-to-fabricate plasmonic surfaces yield noise equivalent refracive index changes
as low as 10-4 RIU which enable microarray imaging of many types of biomolecular
interactions like protein-protein binding.
!
Keywords: on-chip plasmonic imaging, smartphone biosensors
!
!
On-chip plasmonic imaging of silver coated blu-ray substrate in water and diluted glycerol
solutions using a smartphone.
References:
Bu çalışma TÜBİTAK 112E250 projesi ile desteklenmiştir. Anahtar kelimeler: Terahertz teknolojisi, MEMS, Mikro üretim.
!
[1] B. Kaplan, H. Guner, O. Senlik, K. Gurel, M. Bayindir and A. Dana, Tuning optical
discs for plasmonic applications , Plasmonics, 4(3), 237–243 (2009) [2] Y Kaya, S Ayas, AE Topal, H Guner, A Dana, Sensitivity comparison of localized
plasmon resonance structures and prism coupler , Sensors and Actuators B: Chemical ,
191, 516-521 (2014)
Kaynakça:
[1]D. Grbovic, "Imaging by Detection of Infrared Photons Using Arrays of Uncooled
Micromechenical Detectors", PhD Dissertation, U. Tennessee, 2008.
[2]P.G. Datskos, N.V. Lavrik, S.Rajic, "Performance of uncooled microcantiliver thermal detectors"
Rev. Sci. Instr. 03/2004; 75(4). DOI: 10.1117/12.590823 2004
!28
!
Counting Molecules With A Mobile Phone Camera Using Plasmonic
Enhancement
Hyperstorrm: Hyperspectral Stochastic Optical Reconstruction Raman
Microscopy For Label-Free Super-Resolution Imaging
!
Hasan Guner1, Sencer Ayas 1, Andi Cupallari 1 , Okan Oner Ekiz 1, Yasin Kaya
2, ve Aykutlu Dana1
!
1UNAM
!
2Depatment of Electrical Engineering, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
Far field super-resolution imaging is a rising field that has attracted
attention in the recent years due to far reaching consequences in biology. All
super-resolution techniques use fluorescent labels to image nanoscale
biomolecular structures. In contrast, label-free nanoscopic imaging of the
chemical environment of biological specimens would readily bridge the
supramolecular and the cellular scales, if a chemical fingerprint technique such
as Raman scattering can be coupled with super-resolution imaging, overcoming
the diffraction limit. In order to achieve this goal, we propose to develop a
super-resolved stochastic hyperspectral Raman microscopy technique for
imaging of biological architectures. The surface enhanced Raman spectroscopy
(SERS) signal contains information about the presence of various Raman
bands, allowing discrimination of families of biomolecules such as lipids,
proteins, DNA. The rich, fluctuating spectral information contained in the single
molecule SERS signal possesses a great potential in label-free imaging, using
stochastic optical reconstruction microscopy (STORM) methods. In a recently
published work, we demonstrated 20 nm spatial resolution using the spectrally
integrated Raman signal on highly uniform SERS substrates. A mature version
of our method would require development of spectrally resolved nanoscale
Raman imaging. Resulting technique (Hyperspectral Raman STORM or
HyperSTORRM) will complement the available labeled stochastic imaging
methods and enable chemically resolved nanoscopy.
Plasmonic field enhancement enables the acquisition of Raman spectra
at a single molecule level. Here we investigate the detection of surface
enhanced Raman signal using the unmodified image sensor of a smart phone,
integrated onto a confocal Raman system. The sensitivity of a contemporary
smart phone camera is compared to a photomultiplier and a cooled chargecoupled device. The camera displays a remarkably high sensitivity, enabling the
observation of the weak unenhanced Raman scattering signal from a silicon
surface, as well as from liquids, such as ethanol. Using high performance wide
area plasmonic substrates that enhance the Raman signal 106 to 107 times,
blink events typically associated with single
molecule motion, are observed on the smart
phone camera. Raman spectra can also be
collected on the smart phone by converting
the camera into a low resolution
spectrometer with the inclusion of a
collimator and a dispersive optical element in
front of the camera. In this way, spectral
content of the blink events can be observed
on the plasmonic substrate, in real time, at 30
frames per second.
!
!
Hasan Guner, Sencer Ayas , Okan Oner Ekiz, ve Aykutlu Dana
UNAM - National Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
!
!
Keywords: Super-resolution microscopy, Imaging and sensing, Nanophotonics
and plasmonics
Keywords: plasmonics; metamaterials; surface-enhanced Raman spectroscopy
References:
[1] S. Ayas, A. Cupallari, O. Ekiz, Y. Kaya, A. Dana, Counting Molecules with a
Mobile Phone Camera Using Plasmonic Enhancement, ACS Photonics, 1 (1),
17–26 (2014)
References
!
[1] S. Ayas, G. Cinar, A. Ozkan, Z. Soran, O. Ekiz, D. Kocaay, A. Tomak, P. Toren, Y. Kaya,
I. Tunc, H. Zareie, T. Tekinay, A. Tekinay, M. Guler, A. Dana, Label-Free NanometerResolution Imaging of Biological Architectures through Surface Enhanced Raman
Scattering, Sci. Rep. 3, 2624 (2013) [2] S. Ayas, A. Cupallari, O. Ekiz, Y. Kaya, A. Dana, Counting Molecules with a Mobile
Phone Camera Using Plasmonic Enhancement, ACS Photonics, 1 (1), 17–26 (2014)
!!
!!
!29
!
!
Plazmonik Nanoanten Yapılı Terahertz Foto-İletken Antenler
!
H.M. Bozacı, B. Bütün, T. Kartaloğlu, E. Özbay
Nanoteknoloji Araştırma Merkezi, Bilkent Üniversitesi, 06800 Bilkent, Ankara
[email protected]
Voltajla Kontrol Edilebilir Grafen Tabanlı Süperkapasitor Doyabilen
Soğurucu ile Femtosaniye Darbe Üretimi
I. Baylam1,2, M. N. Çizmeciyan1,2, S. Özharar3, E. O. Polat4, C. Kocabaş4,
A. Sennaroğlu1,2
1Lazer
Araştırma Laboratuvarı, Fizik ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümleri, Koç
Üniversitesi, Rumelifeneri, Sarıyer, İstanbul, 34450, Türkiye 2Yüzey Teknolojileri Araştırma Merkezi (KUYTAM), Koç Üniversitesi, Rumelifeneri, Sarıyer,
İstanbul, 34450, Türkiye 3Fen-Edebiyat Fakültesi, Bahçeşehir Üniversitesi, Beşiktaş,İstanbul, 34353, Türkiye 4Fizik Bölümü, Bilkent Üniversitesi, Ankara 06800, Türkiye
[email protected]
Terahertz zamana dayalı spektrospi yönteminde alıcı ve verici olarak
tercih edilen aygıtlardan biri de foto-iletken antenlerdir. Bu üreteç tipi
muadillerine yakın bant genişliği (>3THz) sağlamakla birlikte daha yüksek
terahertz ışın gücü (~uW) sağlaması dolayısıyla gittikçe artan bir ilgiye haizdir.
Foto-iletken antenler yarıiletken alttaş üzerine metal iletim hatlarının
mikrofabrikasyonu ile üretilirler. Bu iletim hatları ile belirlenen aktif alana yüksek
hızlı lazer atımlarının düşürülmesi ile anahtarlanan aygıtlar dışarıdan iletim
hatlarına beslenen gerilim yardımı ile uyarılan elektronların hızlanması sürecinde
terahertz dalgaboylarında ışıma yaparlar. Bu bildiride Nanoteknoloji Araştırma
Merkezinde (NANOTAM) bu anten tiplerinin verimliliklerinin artırılması amacıyla
gerçekleştirilen çalışmalar özetlenmiştir. Bu çalışmalarda foto-iletken antenlerin
lazerle uyarılması sürecinde lazer ışınının yarı-iletken Galyum-Arsenik(GaAs)
alttaşa çiftlenmesini iyileştirme amacıyla tek kutuplu nanoanten yapıların anten
aktif alanında kullanımı incelenmiş, bu amaçla benzetim, üretim ve
karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
!
Grafen tabanlı doyabilen soğurucular, doğrusal dispersiyon bağıntısına
sahip oldukları için, elektromanyetik tayfın büyük bir bölümünü kapsayan
(800-2500 nm) kip kilitleme deneylerinde modülator olarak başarıyla
kullanılmaktadırlar [1, 2]. Fakat, tek katmanlı grafenin sahip olduğu %2.3 optik
kayıp, düşük kazanç değerlerine sahip lazerler içersinde kullanımını
zorlaştırmaktadır. Bu optik kayıbı kontrol edebilmek için, grafen tabanlı katıhal
kapasitörler ve süperkapasitörler kullanılmaktadır [3, 4]. Bu yapılarda, grafenin
Fermi seviyesi, iletim ya da valans bandına kaydırılarak, optik soğurma miktarı
kontrol edilmektedir. Grafen tabanlı süperkapasitörlerin, katıhal kapasitörlere
göre en büyük avantajı, yüksek dielektrik katsayılı elektrolit kullanımı sayesinde,
düşük voltaj değerlerinde, yüksek foton enerjilerinde (500 nm’ye kadar) bile
modulasyona izin vermesidir [4]. Bu çalışmamızda, literatürde ilk kez voltaj ile
kontrol edilebilen grafen tabanlı süperkapasitör doyabilen soğurucu (VCG-SA)
üretildi ve cihazın optik karakterizasyonu yapıldı. Aynı cihaz, Cr4+:forsterite lazer
rezonatörü içerisine konularak, femtosaniye darbe üretimi gerçekleştirildi [5].
Deneylerde kullanılan VCG doyabilen soğurucuyu oluşturan grafen
elektrotlar, CVD tekniği ile bakır folyolar üzerinde sentezlendikten sonra, kuartz
alttaşı üzerine aktarıldı. Grafen elektrotlar arasındaki 100 μm genişlik, yüksek
dielektrik katsayısına sahip bir elektrolit (Diethymethyl (2-methoxyethyl)
ammonium bis (trifluro- 74 methylsulfony) imide [DEME][TFSI]) ile dolduruldu [4].
Bu elektrolit yardımı ile, grafen elektrotların Fermi seviyeleri düşük voltajla (0-3V)
yüksek enerji değerlerine kadar kaydırılabildi (2.3eV). Soğurma spektrometresi
ve pompa-sonda düzenekleri kullanılarak, cihazın voltaj ile değişen doğrusal ve
doğrusal olmayan optik özellikleri incelendi. Doyum akısı ve modülasyon
derinliği gibi doyabilen soğurucu parametrelerinin voltaj ile değiştiği gösterildi.
Femtosaniye darbe üretimi deneylerinde, 1064 nm dalgaboyunda çalışan bir Ybfiber lazeri ile Cr4+:forsterite lazeri sürekli dalga rejiminde uyarıldı. Rezonatörün
!
!
Anahtar kelimeler: Terahertz Foto-ilekten Anten, Nanoanten, Yüzey Plazmon
Rezonansı
Kaynakça:
[1] D.H. Auston, K.P. Cheung, and P.R. Smith, “Picosecond photoconducting
Hertzian dipoles,” Appl. Phys. Lett. 45, 284 (1984)
[2] J.-L. Coutaz, M. Bernier, F. Garet, S. Joly, Y. Miyake, H. Minamide, E.
Lheurette, and D. Lippens, “Terahertz time-domain spectroscopy of absorbing
materials and of metamaterials,” Terahertz Science and Technology 7, 53 (2014)
[3] Sang-Gil Park, Kyong Hwan Jin, Minwoo Yi, Jong Chul Ye, Jaewook Ahn,
and Ki-Hun Jeong, “Enhancement of Terahertz Pulse Emission by Optical
Nanoantenna,” ACS Nano 6, 2026 (2012)
!!
!
!
!30
boyunu uzatmak ve aynı zamanda darbe enerjisini artırmak için, lazer içerisine,
Hava Balonu Temelli LiDAR’ın Mekânsal Analizlerde Kullanımı ve Web
q parametresini koruyan bir çok yansımalı optik kovuk (MPC) yerleştirildi [6].
Üzerinden Gerçek Zamanlı Haritalama
MPC sayesinde, lazerin uzunluğu 60 m civarına artırıldı ve darbe tekrar frekansı
ise 4.51 MHz’e indirildi. Soliton darbeleri üretebilmek için, rezonatöre eksi
Levent Candan1, Ersin Arslan2 ve Elif Kaçar1
dispersiyona sahip aynalar ilave edildi ve bir döngüdeki toplam dispersiyon
miktarı -4432 fs2 düzeyine getirildi. Grafen tabanlı doyabilen soğurucunun
1Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi, Fen Bilimleri Enstitüsü Elektro-Optik
gerilimi 0-3V aralığında değiştirildi ve optimum kip-kilitleme aralığı belirlendi.
Sistem Mühendisliği, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli, Türkiye,
2Fen Bilimleri Enstitüsü Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği, Kocaeli Üniversitesi,
0.5V (1V) voltaj değerinde, 1255 nm dalgaboyu civarında, darbe enerjisi 2.6 nJ
(3.1 nJ), uzunluğu 89 fs (84 fs) olan darbeler üretildi. Ölçülen zaman-spektral
Devimsel Teknoloji, Kocaeli, Türkiye
genlik çarpımı 0.35 (0.37) civarında olup, dönüşüm sınırında (transform limited)
[email protected]
darbeler üretildiğini göstermektedir. Bu çalışma sonucunda, literatürde ilk kez,
Lazer yükseklikölçer ya da Lazer Görüntü Algılama ve Uzaklık Ölçümü (LiDAR),
grafen süperkapasitör yapısı doyabilen soğurucu olarak kullanılarak, femtosaniye darbe üretimi gerçekleştirilmiş ve cihazın optik karakterizasyonu temassız ve etkin algılayıcı teknolojisi kategorisinde yer alır. Lazer teknolojisi, uzun
yapılmıştır. Sunumda deneysel düzenekler anlatılacak, cihazin çalışma mesafe ölçümlerinde, kesin hedeflenme özelliği ile önemli derecede üstün olmaktadır.
LiDAR teknolojisi genellikle uydular ve yüksek irtifa uçaklarında kullanılmaktadır. LiDAR
mekanizmasi ve elde edilen sonuçlar tartışılacaktır.
!
!
!
!
!
!
teknolojisinin yağmurlu, karlı ve sisli havalarda sağlıklı veri elde etmesi zorlaşmaktadır [1].
Hava koşullarının etkisini azaltmak için taşıyıcı sistemin irtifasını azaltarak istenilen
konuma rahatlıkla yönlendirilmesi, uçuş süresinin uzatılması ve kolay kullanımı gibi
değişkenlerle verim artırılabilir. LiDAR teknolojisinin gelişimine paralel olarak gelişen GPS
(Küresel Konumlama Sistemi) teknolojisi ile elde edilen veriler mekânsal veri üretim
alanları kullanımı yaygınlaşmıştır [2], [3]. Bu veriler basitleştirilmiş olarak günümüzde
tarafında yön/adres bulmak (navigation) için kullanılmaktadır. Hızla değişen dünyada
değişen çevrenin nasıl etkilendiğini takip etmek ve olabilecek zararlı etkilere engel olarak
hızlı çözümler üretilebilmelidir. LiDAR teknolojisinden elde edilen bu veriler bizler için en
önemli kaynaktır. Basit olarak bir şehirde konumlandırılmış hava balonu temelli LiDAR
sistemlerinden gelen veriler ile ilgili şehirdeki çevresel değişim, kentsel gelişim, yol
durumlarındaki değişimler gibi bir çok etken zaman kaybı yaşanmaksızın topluma veya
yerel yetkililere platformdan (mobil cihazlar, bilgisayarlar vb.) bağımsız olarak web
teknolojisi ile üç boyutlu (3B) olarak iletilebilir ve değerlendirmeler yapılabilir. Gelişen
teknoloji ile web teknolojisi de gelişimi sürdürerek internet üzerinden üç boyutlu
modelleme yapılır duruma gelmiştir. Çalışmada üç boyutlu modelleme için kullanılan X3D
(Extensible 3D), X3D açık ISO standartlarına sahip, XML tabanlı 3B dosya biçimidir. 3B
verinin tüm uygulamalarda ve ağ uygulamaları üzerinde gerçek zamanlı iletişimini sağlar.
Mühendislik, bilimsel görselleştirme, tıbbi görselleştirme gibi birçok alanda kullanılabilen
zengin özelliklere sahiptir. Web3D konsorsiyumu tarafından geliştirilmekte olup Sanal
Gerçeklik Modelleme Dili (VRML)'in gelişmiş halidir [3].
Anahtar kelimeler: Grafen, Doyabilen Soğurucular, Katıhal Lazerleri
Kaynakça
[1] M. N. Cizmeciyan, J. W. Kim, S. Bae, B. H. Hong, F. Rotermund, and A. Sennaroglu,
"Graphene mode-locked femtosecond Cr:ZnSe laser at 2500nm," Optics Letters 38,
341-343, (2013). [2] Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, "Ultrafast lasers mode-locked by nanotubes and
graphene," Physica E: Low- dimensional Systems and Nanostructures 44, 1082-1091,
(2012). [3] C. C. Lee, S. Suzuki, W. Xie, and T. R. Schibli, "Broadband graphene electro-optic
modulators with sub- wavelength thickness," Optics Express 20, 5264-5269, (2012). [4] E. O. Polat and C. Kocabas, "Broadband Optical Modulators Based on Graphene
Supercapacitors," Nano Letters 13, 5851-5857, (2013). [5] I. Baylam, M. N. Cizmeciyan, S. Ozharar, E. O. Polat, C. Kocabas, and A. Sennaroglu,
"Femtosecond pulse generation with a voltage controlled graphene saturable absorber,"
Optics Letters 39, (2014). [6] A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, "Compact
femtosecond lasers based on novel multipass cavities," IEEE Journal of Quantum
Electronics 40, 519-528, (2004). !
!
!
!
!
Bu çalışmada LiDAR teknolojisinin hava balonları üzerinde uygulaması
gerçekleştirilerek kullanım verimliliğin artırılması ve web teknojileri kullanılarak gerçek
zamanlı görüntü alma çalışmaları yapılmıştır.
!!
!31
!
Fret Lasing In Microdroplets Sit On A Superhydrophobic Surface
M. Aas1, E. Özelci1, A. Jonáš2, A. Kiraz1
1Department
of Physics, Koc University, Rumelifeneri Yolu, Sariyer, 34450 Istanbul, Turkey
of Physics, Istanbul Technical University, 34469 Maslak, Istanbul, Turkey
[email protected]
2 Department
!
!
We demonstrate a highly efficient FRET (Förster Resonance Energy
Transfer) lasing in microdroplets located on a superhydrophobic surface.
Microdroplets nebulized out of an aqueous mixture of ethylene glycol and
glycerol that were stained with Rhodamine 6G and Rhodamine 700. Deposition
of droplets on a superhydrophobic surface preserves their spherical shape as
high Q-factor optical resonators while enabling position stabilization and easy
coupling of light into and out of the droplets. We first determine basic FRET
characteristics of the chosen donor-acceptor pair in bulk solution.
Subsequently, we show the spectral
properties and pump threshold of lasing in
surface-supported microdroplets and
provide experimental evidences for the
dominance of efficient FRET-based
pumping of lasing emission in comparison
to radiative cavity assisted energy transfer
pumping. This demonstration of efficient
FRET lasing in droplet-based resonators
r e p r e s e n t s t h e fi r s t s t e p t o w a r d s
applications of the droplet lasers in highly
sensitive biological and chemical detection.
!
!
Şekil 1. LiDAR sisteminden gelen verilerin web ortamına 3B olarak aktarılması ve anlamlandırılması
Anahtar kelimeler: LiDAR, lazer mesafe ölçer, uzaktan algılama, irtifa sistemleri, X3D, 3B
Modelleme
Kaynakça:
[1] An Introduction to Lidar Technology, Data, and Applications, Keil Schmid, Kirk
Waters, Lindy Dingerson, Brian Hadley, Rebecca Mataosky, Jamie Carter, and Jennifer
Dare, NOAA Coastal Services Center. 2008 [2] LiDAR Remote Sensing of Forest Structure, Kevin Lim, Paul Treitz, Michael Wulder,
Benoît St-Onge and Martin Flood, Progress in Physical Geography 2003; 27; 88
[3] http://www.web3d.org/x3d/what-x3d.
!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
Keywords: FRET, microdroplet, dye laser
References
[1] S. I. Shopova, J. M. Cupps, P. Zhang, E. P. Henderson, S. Lacey, and X. Fan.
Optics Express, 15, 12735–12742 (2007)
[2] A. Kiraz, A. Sennaroglu, S. Doganay, M. A. Dundar, A. Kurt, H. Kalaycoglu,
and A. L. Demirel. Opt. Commun., 276, 145–148 (2007).
[3] Q. Chen, X. Zhang, Y. Sun, M. Ritt, S. Sivaramakrishnan, and X. Fan. Lab on
a Chip, 13, 2679–2681, (2013).
[4] Y. Sun and X. Fan. Angewandte Chemie International Edition, 51, 1236–1239
(2012).
!32
Anahtar kelimeler: Nanometre-altı ölçümler, dış kaviteli diyot lazerler,
diferansiyel Fabry - Perot interferometresi, fark frekans (beat frequency),
rezonans sayma (resonance/fringe counting), x-ışınları interferometresi ve
M. Çelik1, 2, E. Şahin1, R. Hamid1, C. Birlikseven1, C. Kırbaş1, B. Bereket1, M.
kapasitif sensörler.
Çetintaş1, A. Demir2, 3
!
Nanometre - Altı Yerdeğiştirme Ölçümleri
!
1TÜBİTAK
UME, P.K. 54, 41470 Gebze, Kocaeli
Üniversitesi, Fizik Bölümü, Umuttepe, Kocaeli
3Kocaeli Üniversitesi, Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi, 41275 Yeniköy, Kocaeli
2Kocaeli
!
Kaynakça
1. https://www.ptb.de/emrp/subnano-home.html
2. http://www.nanotrace.it/
3. Çelik, M., Hamid, R., Kuetgens, U., & Yacoot, A. (2012). Picometre
displacement measurements using a differential Fabry–Perot optical
interferometer and an x-ray interferometer. Measurement Science and
Technology, 23(8), 085901.
4. Pisani, Marco, et al. "Comparison of the performance of the next generation
of optical interferometers." Metrologia 49.4 (2012): 455.
[email protected]
Bir ölçümün güvenilirliği ve doğruluğu; bu ölçümün birincil seviye ölçüm
standartları izlenebilirliğine bağlıdır. Farklı pek çok alan için birincil seviye
standartlar, genellikle ulusal metroloji enstitüleri tarafından oluşturulmaktadır. Uzunluk ve yerdeğiştirme ölçümleri uzunluk ölçüm birimi metre’ye
izlenebilir olmalıdır. Metre: ışığın vakum ortamda saniyenin 1 / 299792458 de biri
kadar bir zaman aralığında aldığı yol olarak tanımlanmıştır. Bir nanometre (nm),
metrenin milyarda biri (10-9) kadar bir kesrine karşılık gelmektedir. Nanometrealtı ölçümler ise 1 nm’nin kesirleri ile ifade edilebilen ölçümlerdir. Nano-bilim ve
nano-teknolojinin de ilgi alanına giren bu aralıklardaki hassas ve doğru ölçümler,
metroloji ve endüstrinin yanı sıra pek çok farklı alanda yeni ufuklar açmaktadır. Avrupa Birliği Metroloji Programı (EMRP) SIB08 subnano projesi [1],
günümüzde uzunluk ve yerdeğiştirme ölçümlerinin en hassas ve doğru olarak
yapıldığı ölçüm cihazları olan lazer interferometreler ve kapasitif sensörlerin
izlenebilirliğinin geliştirilmesini hedeflemektedir. Bu amaçla, proje kapsamında
ölçümlerin doğruluğunu sınırlandıran etkenlerin araştırılması, teorik modellerin
geliştirilmesi, validasyonunun sağlanması ve ölçüm belirsizliklerinin azaltılması
için teorik hesaplamaların ve düzeltmelerin yapılması konularına odaklanılmıştır.
Proje ortaklarından biri olan TÜBİTAK UME, kurmuş olduğu diferansiyel FabryPerot interferometrik sistemi ile 0 – 1 µm ölçüm aralığında pikometre doğruluklu
yerdeğiştirme ölçümleri gerçekleştirmiştir [2-4]. Halen devam etmekte olan
EMRP Subnano projesi kapsamında 100 µm’ye kadar geniş aralıkta nanometre
hassasiyetli ölçümlerin yapılması planlanmıştır. Bu doğrultuda proje ortakları ile
x-ışınları interferometresi ve kapasitif sensör karşılaştırmalarına katılım
sağlanacaktır.
Bu çalışmada, geniş ölçüm aralıklı ve nanometre doğruluklu
yerdeğiştirme ölçümleri; kararlı, izlenebilir dış kaviteli diyot lazerler ve
diferansiyel Fabry - Perot interferometresi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ölçüm
aralığının 100 µm’ye kadar genişletilmesine yönelik olarak geliştirilmiş olan; fark
frekans (beat frequency) ve rezonans sayma yöntemlerinin birlikte kullanıldığı
birleşik bir yöntem tanıtılacak ve bu yöntem kullanılarak elde edilmiş öncül
sonuçlar verilecektir. !!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!33
Lazerle Oluşturulan Çinko Plazmanın Optik Yayınım Çalışmaları
!
!
M. A. Sınmaz1, B. Genç Öztoprak1,2, M. Güneş1, E. Akman1,2, E. Kaçar2,
A. Demir1,2
1BEAM
Ar-Ge Optik, Lazer Spektroskopi Ltd. Şti., Kocaeli Üniversitesi Teknopark,
Başiskele, Kocaeli, 41275
2Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (LATARUM, Kocaeli Üniversitesi
Teknopark, Başiskele, Kocaeli, 41275
[email protected]
!
Plazma tanımlanması hem modelleme hem de analitik yöntemler
doğrultusunda gerçekleştirilmektedir. Plazma; plazma sıcaklığı, toplam sayı
yoğunluğu ve türe (atomik, iyonik) ait sayı yoğunluğu gibi karakteristik özellikleri
ile tanımlanmaktadır [1]. Plazmanın karakteristik özellikleri çizgi genişlemeleri
(Doppler, Stark) ile ilişkilidir. Lazerle oluşturulan plazma spektroskopisi (LIBS)
plazmaları yerel termodinamik denge (LTE) koşullarında kabul edilmektedir. Bu
durumda LIBS plazmasının uyarma sıcaklık değeri elektron sıcaklık değerine eşit
olacaktır [2]. Bu çalışmada LIBS
s p e k t ro k i m y a s a l a n a l i z t e k n i ğ i
kullanılarak atmosferik ortamda
lazerle oluşturulan çinko plazmanın
karakteristik özellikleri incelendi.
)
u
.
(a
Çinko plazmanın sıcaklık ve elektron
et
d
id
Ş
yoğunluğu BAKİSoft
yazılımı
kullanılarak hesaplandı.
Zn Plazma
3
5
0
.
1
8
4
In
Z
1200
1000
800
600
5
9
.7
5
5
9
-I
92
.1 I
0n
5Z
-2
II
n
Z
400
200
7
8
8 .0
9
0
.0 8
7 -2
7I
2
I- n
nZ
Z
5
1
.2
2
7
4
-I
n
Z
2
0
.5
4
3
-3
I
4n
Z
9
2
.
0
3
3
In
Z
3
3
.2
8
2
-3
I
n
Z
7
1
.0
8
6
4
-I
n
1
8Z
.9
2
6
4
-I
n
Z
II
N
II
N
3
0
.4
2
9
4
-I
n
Z
8
9
.1
8
1
5
-I
n
Z
II
N
0
230
280
!
330
380
430
480
530
580
Dalgaboyu (nm)
Anahtar kelimeler: Plazma, LIBS, Çinko
!
!
M. Kurt1, S. Yazici1, F. G. Akca1, M. D. Yaman1,2, L. Ozyuzer1,2
1Department
!
1400
ITO and Bilayer Mo Thin Films Deposition by DC Magnetron
Sputtering for Thin Film Photovoltaics
!!
!
Şekil 1. Çinko plazmanın LIBS spektrumu of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla, 35430, Izmir, Turkey
2Teknoma Technological Materials Ltd., Izmir, Turkey
[email protected]
Due to the increasing shortage of natural source and costs of materials
and electricity, it is inevitable transition to renewable energy to satisfy the global
energy demand. Nowadays, the photovoltaic cell is the most popular and
promising segment of renewable energy. Thin film solar cells such as CuInSe2
(CIS), Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) and CdTe are commercially available and dominate
the market. Molybdenum back contact is preferred for these thin film solar
cells. Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin film solar cells are novel and has great potential
because of earth abundant material usage. Molybdenum is the most commonly
used back contact since it has lower resistivity, relative stability during the
growth of thin film solar cell at the high temperature and it supplies the graceful
adhesion between the substrates and the absorber layer [1]. Moreover, in thin
film solar cell, indium tin oxide (ITO) is frequently preferred by using front
contact because of its high conductivity and transparency in the visible range
[2]. The aim of depositing thin film ITO is to reduce resistivity and it enables the
developing technological applications in larger area devices with improved
performances [3]. In this study, we optimized the deposition parameters of the
bilayer Mo back contact and ITO with DC magnetron sputtering [4]. After the
deposition process, we measured the structural and electrical properties of
these layers. The resistivity, sheet resistance, thickness and adhesion tests
were done. The optimal properties of good back and front contacts for CZTS
will be discussed in detail.
*This research is partially supported by TUBİTAK project with number 112T068.
!
Keywords: Thin film solar cells, Molybdenum, ITO, Polyimide, DC magnetron
sputtering, Back contact.
References:
[1] S. J. Kwon et al., Applied Surface Science 257 (2011)
[2] J. Pla et al., Thin Solid Films 425 (2003)
[3] J. Herrero and C. Guillen, Thin Solid Films 451-452 (2004)
[4] O. Tuna et al., Journal Physics D: Applied Physics 43 (2010)
Time- and Position-Dependent Modelling of High-Power Low-Repetition-Rate
Er-Yb-Fiber Amplifier
Kaynakça [1] Cristoforetti G., De Giacomo A., Dell'Aglio M., Legnaioli S., E. Tognoni, V. Palleschi, N.
Omenetto, Local Thermodynamic Equilibrium in Laser-Induced Breakdown
Spectroscopy: Beyond the McWhirter criterion, Spectrochimica Acta Part B, 2010, 65,
86–95.
[2] Zhang S., Wang X., He M., Jiang Y., Zhang B., Hang W., Huang B., Laser-induced
plasma temperature, Spectrochimica Acta Part B, 2014, 97, 13–33.
!
!34
!
Temperature Dependence Of Current-And Capacitance-Voltage
Characteristics Of An Au/4H-Sic Schottky Diode
!
Murat Gülnahar, Mustafa Şahin ve Elif Şahin
Assessment of ALD Grown Al2O3 as a Host Material for Active and
Passive Waveguide Applications
Mustafa Demirtaş1, Ayberk Özden2, Feridun Ay1
1Department
Erzincan University, Vocational School, Department of Electrics, 24200 Erzincan, Turkey
[email protected]
!
In this study, the current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V)
measurements of an Au/4H-SiC Schottky diode are characterized as a function
of the temperature in 50-300 K temperature range. The experimental
parameters such as ideality factor and apparent barrier height presents to be
strongly temperature dependent, that is, the ideality factor increases and the
apparent barrier height decreases with decreasing temperature, whereas the
barrier height values increase with the temperature for C-V data. Likewise, the
Richardson plot deviates at low temperatures. These anomaly behaviors
observed for Au/4H-SiC are attributed to Schottky barrier inhomogeneities. The
barrier anomaly which relates to interface of Au/4H-SiC is also confirmed by the
C-V measurements versus the frequency measured in 300 K and it is
interpreted by both Tung’s lateral inhomogeneity model and multi-Gaussian
distribution approach. The values of the weighting coefficients, standard
deviations and mean barrier height are calculated for each distribution region of
Au/4H-SiC using the multi-Gaussian distribution approach. In addition, the total
effective area of the patches is obtained at separate temperatures and as a
result, it is expressed that the low barrier regions influence meaningfully to the
current transport at the junction. The homogeneous barrier height value is
calculated from the correlation between the ideality factor and barrier height
and it is noted that the values of standard deviation from ideality factor versus
q/3kT curve are in close agreement with the values obtained from the barrier
height versus q/2kT variation. As a result, it can be concluded that the
temperature dependent electrical characteristics of Au/4H-SiC can be
successfully commented on the basis of the thermionic emission theory with
both models. !
of Electrical and Electronics Engineering, Anadolu University, Eskişehir 26555, Turkey
2Department of Materials Science and Engineering, Anadolu University, Eskişehir 26555, Turkey
[email protected]
Recent studies have shown that Al2O3 is a good host material for active integrated
optical devices1. It has a relatively high refractive index2 compared to other amorphous oxide
materials. This allows for small bend radii leading to potentially high integration density. Atomic
layer deposition (ALD) can be used to realize active photonic devices. ALD provides unmatched
advantages such as excellent uniformity, precise thickness control, and ability to fine tune the
amount of any active dopants. In this study, we consider the optimization of Al2O3 for active and passive optical
waveguide applications in silicon based photonics. The Al2O3 layer were deposited by varying the
growth temperature between 150 and 300 C. Two different purge times were used in the study, 4
and 20 seconds. The samples grown with these conditions were investigated by using several
characterization techniques. Spectroscopic Ellipsometry was used in order to identify the effect of
growth temperature and purge time on the film thickness and the refractive index. The resulting
refractive index of the grown films varied between ~1.63 and 1.64 at a wavelength of 1550 nm.
Moreover, the thicknesses of the films varied between ~54 and 60 nm, resulting at a growth rate of
1.09 and 1.22 A/cycle. To investigate composition of the films several characterization techniques
were employed. Assessment of crystallinity was performed by using X-ray Diffraction (XRD) method.
The XRD observations showed that the ALD growth process of Al2O3 resulted in amorphous
structure for all the samples. Fourier transform infrared transmission spectroscopy (FTIR) was used
in order to investigate structural properties of the samples. FTIR results showed that, OH and
carboxyl groups, which are basis of optical losses, decreased with increasing growth temperature.
Another complementary characterization technique which is Micro-Raman spectroscopy was used
as a complementary structural analysis technique. Compositional analysis of the layers as a
function of film thickness was performed by using X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The
concentration of Al and O were determined. Using these concentrations, the stoichiometry of Al2O3
was calculated for all the samples. As a result, we have identified that growth temperature of 300 oC with 4 seconds purge
time constitute the optimum conditions for a possible host material for active ions. To further
evaluate host material 500 nm-thick slab waveguides were grown with ALD on ~7 µm SiO2/Si
substrates and light propagation at a wavelength of 633 nm was demonstrated.
Keywords: a-Al2O3, active waveguides, Atomic Layer Deposition (ALD), Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR), Micro-Raman Spectroscopy, X-Ray Diffraction Technique (XRD), X-Ray
Photoelectron Spectroscopy (XPS).
References:
1 Wörhoff K., Brandley J. D. B., Ay F., Geskus D., Blauwendraat T. P., Pollnau M., IEEE Journal of
Quantum Electronics 45 (5), 454 (2009). 2 Demirtaş M, Özden A, Ay F, 10th Nanoscience and Nanotechnology Conference. 2014; 138
!!
!!
!!
!35
!
!
Sensör aygınının cevap verme (response) ve toparlanma (recovery)
süreleri %0.3, %0.5 ve %1 hidrojen yoğunlukları için 167, 81, 50s ve 55, 73,
163s olarak ölçülmüştür. Artan hidrojen yoğunluğu, hidrojenin paladyumla daha
M. Eryürek1, Y. Karadağ2, N. Kılınç3, N. Taşaltın4, A. Kiraz1,5
hızlı etkileşmesine neden olduğundan cevap verme süresi azalan bir eğilim
1Koç Üniversitesi, Fizik Bölümü, Rumeli Feneri Yolu 34450, Sarıyer, İstanbul
göstermektedir. Diğer taraftan toparlanma süresinin artan bir eğilim gösterdiği
2Marmara Üniversitesi, Fizik Bölümü, 34722 Göztepe, İstanbul
görülmektedir. Hidrojen yoğunluğunun artmasıyla paladyum içine yerleşen
3TÜBİTAK MAM Malzeme Enstitüsü Sensör-Fotonik Tekn. Lab. 41470 Gebze, Kocaeli
hidrojen miktarı arttığından hidrojenin paladyumdan temizlenmesi daha uzun
4Niğde Üniversitesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü, 51254 Niğde
sürmektedir.
Optik Mikrodisk Rezonatörler ile Hidrojen Gazı Algılaması
5Koç
!
!
!
Üniv. Tüpraş Enerji Merkezi (KÜTEM), Rumelifeneri Yolu 34450 Sarıyer, İstanbul
[email protected]
Anahtar Kelimeler: Hidrojen gazı, sensör, fısıldayan galeri modları, SU-8,
paladyum
Hidrojen gazının enerji verimi petrolden fazla olduğundan ve hidrojenin
yanmasından sonra ortaya çıkan yan ürünlerin toksik olmamasından dolayı
hidrojen gazı ilgi çekici bir enerji kaynağı olmaya başlamıştır [1]. Ancak
hidrojenin asgari yanma sınırı havada ve oda sıcaklığında %4’tür ve molekül
hacmi çok küçük olduğu için depolanması zordur. Bu sebeple düşük miktardaki
hidrojen gazı sızıntıları bile can ve mal güvenliği açısından tehlike arz etmektedir.
Bu sebeple düşük yoğunluktaki hidrojen gazının seçici bir şekilde algılanması
gerekmektedir [2]. Bu çalışmada UV fotolitografisi ile üretilen SU-8 polimerinden
yapılmış optik mikrodisk rezonatör tabanlı hidrojen gaz sensörü tasarlanmıştır.
Hidrojen gazının ortama verilmesiyle rezonatör hacminin artması ve optik
fısıldayan galeri mod rezonanslarının kayması, detektörün algılama
mekanizmasının temelini oluşturmaktadır. Rezonatör hacminin seçici bir şekilde
artması, rezonatör üzerine paladyum metali kaplanarak sağlanmaktadır. Tüm
ölçümler oda sıcaklığında yapılmıştır.
5 μm termal oksit tabakasına sahip silicon alttaş üzerine SU-8 fotorezisti
kullanılarak mikrodisk ve dalga kılavuzu yapıları üretilmiştir. Ayarlanabilir
lazerden gelen lazer ışığı, fiber ile dalga kılavuzunun uçları karşı karşıya
getirilmek suretiyle dalga kılavuzuna aktarılmıştır. Lazerin dalgaboyu
değiştirilirken dalga kılavuzundan iletilen lazer ışığının şiddeti ölçülerek fısıldayan
galeri modları gözlemlenmiştir. Art arda gelen modlar arası mesafe 2.46 nm
olarak ölçülmüştür. Bu yapılarla azot atmosferinde %0.3’e kadar düşük
yoğunluktaki hidrojen algılaması yapılmıştır. %0.3 ile %1 arasındaki
yoğunluklarda lineer bir davranış görülmüştür. Bu aralıktaki rezonans kayma
miktarı % hidrojen yoğunluğu başına 30 pm olarak ölçülmüştür. Sensör aygıtı,
%1 ile %1.5 arasındaki yoğunluklarda doyuma ulaşmaktadır. %1.5’tan sonraki
yoğunluklarda ise paladyum içindeki bozulmalardan dolayı sensör aygıtı geri
dönülmez bir şekilde bozulmaya uğramaktadır. Bu bozulmanın meydana geldiği
hidrojen yoğunluğu, paladyum yerine paladyum içeren alaşımlar kullanılarak
arttırılabilir [3].
Kaynakça
[1] Dincer, I., Technical, environmental and exergetic aspects of hydrogen
energy systems. International Journal of Hydrogen Energy, 2002. 27: p.
265-285. [2] Wang, M. and Y. Feng, Palladium–silver thin film for hydrogen sensing.
Sensors and Actuators B: Chemical, 2007. 123(1): p. 101-106. [3] J.-S. Noh, J. M. Lee, and W. Lee, \Low-dimensional palladium
nanostructures for fast and reliable hydrogen gas detection," Sensors 11,
825{851 (2011).
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!36
!
1İstanbul
!
Işık- Renk İlişkisinin Görsel ve Mekânsal Etkileri
!
CO2 Lazerler ve Uygulama Alanları
Elif Şahin1, Mustafa Şahin2 ve Murat Gülnahar3
Ticaret Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstriyel Fizik Bölümü, istanbul
2Erzincan Üniversitesi M.Y.O. Uçak Teknolojisi Bölümü, Erzincan
3Erzincan Üniversitesi M.Y.O. Elektrik Bölümü, Erzincan
[email protected]
Mustafa Şahin1, Elif Şahin2, Yüksel Oğuz3 ve Murat Gülnahar4
1Erzincan
Üniversitesi M.Y.O. Uçak Teknolojisi Bölümü, ERZİNCAN
Ticaret Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstriyel Fizik Bölümü, İSTANBUL
3Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknoloji Fak. Elk &Elek. Müh. Böl., AFYONKARAHİSAR
4Erzincan Üniversitesi M.Y.O. Elektrik Bölümü, ERZİNCAN
[email protected]
2İstanbul
!
Lazer, radyasyonun uyarılmış emisyonu ile ışın amplifikasyonudur. Tek renkli, düz, yoğun,
tek fazlı monokromik ışık üreten cihazlardır. Lazer ışınları elde edildikleri maddelere göre kati
cisimden çıkan lazerler, sıvı cisimden çıkan lazerler, gaz cisimden çıkan lazerler ve yarı iletkenlerden
oluşan lazerler olmak üzere dörde ayrılırlar. Bu çalışmada öncelikle lazer konusu incelenmiş, daha
sonra gaz lazerler grubu içerisinde yer alan, CO2 lazerlerden ve CO2 lazerlerin uygulama
alanlarından bahsedilmiştir. Yaygın olarak kullanılan gaz lazerler arasında karbondioksit, randımanı
en yüksek olanıdır. %20 randımana ulaşabilen karbondioksit lazerli cihazlar tıpta 100-150 watt,
sanayide kilowatt, askeri araştırmada da yüzlerce kilowatt sürekli güç vermektedir. Yüksek güç ve
darbeli enerji verebilme özelliklerinden dolayı nükleer füzyon çalışmalarında da kullanıldıkları
bilinmektedir. Karbondioksit lazerin dalga boyu uzak kızılötesinde 10,6 mm'dir. Bu dalga boyunun en
önemli özelliği su tarafından çok iyi absorbe olması ve bu sayede doku ablasyonu elde
edilebilmesidir. Bir başka özelliği de normal camdan geçememesidir. Fiber optik kablo
kullanamadıklarından, karbondioksit lazer cihazlarının çıkışları mafsallı aynalı kollarla olmaktadır. Bu
nedenle karbondioksit lazerin endoskopla kullanımı direkt veya aynadan yansımalı atışlarla sınırlıdır.
Ayrıca bu dalga boyundaki ışık gözün kornea tabakasından geçemediğinden, cihazın oftalmolojide
kullanımı pratikte yaygın olmayan harici müdahalelerden ileri gidememektedir. Karbondioksit (CO2 )
lazerler; insansız jeneratör odaları ve trafo istasyonları, lokal uygulamalar (yağ banyosu, türbinler,
mutfak ekipmanı gibi) olduğu gibi, sağlık sektörlerinde ise diş tedavisi estetik operasyonlarda
modern teknolojiye çok büyük katkıları bulunmaktadır. Karbondioksit çok yönlü özellikleri ile ürün
kalitesini ve verimliliği arttıran bir madde olması nedeniyle birçok endüstride geniş kullanım alanına
sahiptir. Bu sebeple dünya çapında birçok şirketin üretim maliyetleri düşürmesinde kilit nokta
olmuştur. Ayrıca metalürji ve malzeme biliminde de geniş kullanım alanlarına sahiptir.
İş verimliliğinin ve eylem performansının nicel ve nitel olarak artması için görsel konfor
ihtiyaçlarının optimum seviyede olması sağlanmalıdır. Gerekli görsel konfor koşullarının sağlanması
için, ışık yoğunluğu, çevredeki yüzeyler, aydınlatma araçları, parıltı, çevredeki egemen olan renkler
gibi görsel çevre öğelerinin iyi irdelenmesi gerekmektedir. Görsel konforu oluşturan temel öğeler ise,
renk, doku ve aydınlık düzeyidir. Görsel konforu oluşturan bu temel unsurlar kullanıldıkları mekânda
kullanıcıları hem fiziksel hem de psikolojik olarak etkiler. Doğru kullanıldıklarında motivasyonu ve
verimliliği olumlu etkiledikleri düşünülmektedir.
Bir mekânın gerçek boyutları sabit tutulduğu halde farklı renkler kullanılarak, farklı
boyutsal etkiler ortaya çıkarmak mümkündür. Renklerin açıklığı-koyuluğu, optik yanılmalar yaratarak
mekânın fiziksel karakterini değiştirme olanağı verebilir. Buna göre açık renkler, nesnelerin
olduklarından daha yakın ve büyük, mekânların ise büyük algılanmalarına, koyu renkler ise küçük
algılanmalarına neden olmaktadır. Rengin bu özelliklerinden faydalanılarak sıkıcı bir mekânı daha
çekici hale getirmek ya da çok büyük bir mekânı daha sevimli hale getirmek mümkün olabilir. Ayrıca
koyu bir zemin üzerindeki açık bir renk, açık bir zemin üzerindeki koyu bir renge nazaran daha büyük
ve daha parlak gözükür. Örneğin; beyaz üstüne siyahla yazılmış bir yazı ile siyah üstüne beyazla
yazılmış bir yazı karşılaştırıldığında, siyah üstüne beyaz daha parlak ve iri gözükecektir. Geometrik
olarak da eşit büyüklükteki iki daireden beyazı siyahından büyük görünür. Eşit genişlikteki iki düşey
banttan (kırmızı-beyaz-mavi) mavi, kırmızıdan daha geniş, beyaz ise maviden de daha geniş olarak
algılanır.
Bu bilgiler doğrultusunda çalışmada, iç mekân aydınlatma sistemleri tasarımı aşamasında
mekân renginin öneminden ve bu ortamlardaki aydınlık düzeyi dağılımlarına mekân renginin
katkısından bahsedilmiştir. Bu doğrultuda aynı iç mekânda faklı renkler için aydınlık düzeyi ölçmeleri
yapılmış ve MATLAB ortamında izolüks grafiklerine dönüştürülmüştür. Oluşturulan grafikler
karşılaştırılmış ve farkları alınarak mekân renginin ortamdaki aydınlık düzeyi dağılımına etkisinin
önemine vurgulanmıştır. Bir mekânın gerçek boyutları sabit tutulduğu halde farklı renkler kullanılarak,
farklı boyutsal etkiler ortaya çıkarmanın mümkün olduğu, açık renklerin, mekânların olduğundan
büyük algılanmalarına, koyu renkler ise küçük algılanmalarına neden olduğunu sayısal olarak ispat
edilmiştir. Ayrıca koyu bir zemin üzerindeki açık bir rengin, açık bir zemin üzerindeki koyu bir renge
nazaran daha büyük ve daha parlak gözükmesinin sayısal olarak kanıtlanmıştır. !
Anahtar Kelimeler: Lazerler, CO2 Lazerler, lazer Uygulamaları Kaynaklar:
1. j.Wilson-J.F.B.Hawkes OPTOELEKTRONİK. Çeviri: Prof dr. İbrahim Okur Değişim Yayınları
Adapazarı 2000.
2. G.Herberg. Spectra of Diatomic Molecules. 1964.
3. Peter W. Milonni/ Joseph H. Eberly. Lasers
4. http://tr.wikipedia.org/wiki/Lazer, Erişim Tarihi: 25.07.2014
5. CO2- Laser Work Station. Dr. W. Luhs MEOS GmbH 79427 Eschbach. 2003.
6. George Marshall Molen. Co2 Laser Refractıon And Heatıng Effects In A Magnetızed Plasma
Column. 1974.
7. Prof. Dr. Erol Aygün. Doç. Dr. D.Mehmet Zengin. Atom ve Molekül Fiziği, Ankara Üniversitesi
Yayınları, 1992
8. B. H. Bransden, Prof Dr C.J.Joachain, Çevirenler: Prof Dr F.Köksal, Prof Dr H.Gümüş Atom Ve
Molekül Fiziği. On Dokuz Mayıs Üniversitesi
9. İ. Er. Karbondioksit (Co2) Lazerle Fiber Optik Yüzeylerinin Parlatılması ve Verim Hesapları. Gazi
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2005.
!
!
!
Anahtar kelimeler: Işık, Renk, Algı, Mekânsal Etki
KAYNAKLAR
1. Akella, A.K., Saini, R.P., Sharma, M.P., 2009, “Social, economical and environmental impacts of renewable
energy systems”, Proceedings of Renewable Energy, Elsevier, vol. 34, pp. 390-396.
2. Varınca B.K., Gönüllü, M.T., 2006, Türkiye’de Günes Enerjisi Potansiyeli Ve Bu Potansiyelin Kullanım Derecesi,
Yöntemi Ve Yaygınlıgı Üzerine Bir Arastırma , I. Ulusal Günes Ve Hidrojen Enerjisi Kongresi Eskişehir.
!37
3. Shafiullah, G.M., Amanullah M. T. , Jarvis D., Shawkat A, Wolfs P., 2010, “Prospects of solar energy in
Australia”, 6th International Conference on Electrical and Computer Engineering, pp. 350-353, 2010, Dhaka,
Bangladesh.
4. Cullen, J. M., Allwood, J. M., Borgstein, E. H., 2011, “Reducing energy demand: What are the practical limits? ”,
Vol. 45, pp. 1711-1718, Cambridge, United Kingdom.
5. Matta, S., Mahmud, S.M., 2010, “An intelligent light control system for power saving”, 36th Annual Conference
on IEEE Industrial Electronics Society, pp. 3316 – 332, Detroit, Michigan, USA.
6. Galasiu, A.D., Newsham, G.R., Suvagau, C., Sander, D.M., 2007, “Energy saving lighting control systems for
open-plan offices: a field study”, Leukos, vol. 4, pp. 7-29, Canada.
7. Dubin, F.S., 1990, “Energy-efficient building design. Innovative HVAC, lighting, energy-management control, and
fenestration”, Elsevier, vol.36, pp. 11-20, USA.
8. Jafrancesco, D., Mercatelli, L., Fontani, D., Francini, F., Sansoni, P., 2008, “ Indoor illumination by solar light
collectors”, Chartered Institution of Building Services Engineers, Lighting Research & Technology, Vol. 40, pp.
323–332, Italy.
9. Dounis, A.I., Tiropanis, P., Argiriou, A., Diamantis, A., 2011, “Intelligent control system for reconciliation of the
energy savings with comfort in buildings using soft computing techniques”, Energy and Buildings, vol. 43, pp. 66–
74, Greece.
10. Gençoğlu M.T., 2005, İç Aydınlatmada Enerji Tasarrufu, III. Ulusal Aydınlatma Sempozyumu ve Sergisi, Ankara.
11. Özbudak B.Y., Gümüş B., Çetin F.D., 2003, “İç Mekan Aydınlatmasında Renk ve Aydınlatma Sistemi İlişkisi’’, II.
Ulusal Aydınlatma Sempozyumu Ve Sergisi Bildirileri, Diyarbakır. 2003.
12. Singh, M.C., Garg, S.N., 2010, “ Illuminance estimation and daylighting energy savings for Indian regions”,
Renewable Energy, Vol. 35 pp. 703-711, India.
13. Kazanasmaz, T., Günaydın, M., Binol, S., 2009, “Artificial neural networks to predict daylight illuminance in
office buildings”, Building and Environment vol. 44, Issue 8, pp. 1751-1757.
14. Krainer, A., B., Peternelj, J., Lah, M.T., Zupančič, 2006, “Daylight illuminance control with fuzzy logic”, Solar
energy, Vol. 80, pp. 307-321, Slovenia.
15. Kaya, E., 2011, Aydınlatma Kontrolünün Enerji Verimliliğine Katkısı, VI. Ulusal Aydınlatma Sempozyumu ve
Sergisi Bildirileri, İzmir.
16. Güvenkaya, G., 2008, ‘İlköğretim Dersliklerinde Aydınlatma Enerjisi Yönetimi Açısından Yönlere Göre Uygun
Cephe Seçeneklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Yaklaşım’, İ.T.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Mimarlık Anabilim Dalı,
Doktora Tezi, İstanbul.
17. Görgülü S., Kocabey S., Yüksek İ., Dursun B., 2010, “Enerji Verimliliği Kapsamında Yapılarda Doğal Aydınlatma
Yöntemleri: Kırklareli Örneği”, Uluslar arası II. Trakya Bölgesi Kalkınma-Girişimcilik Sempozyumu, Kırklareli.
18. Yavuz, C., 2004, “Aydınlatma Türk Milli Komitesi, Stadium Lighting Tecniques-Applications Around The World
And Turkey”, İstanbul.
19. Kocabey, S., 2008, “İç Hacimlerde Aydınlık Düzeyi Dağılımının Bulunması Ve Sonlu Elemanlar Yöntemi İle
İncelenmesi”, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
20. Doğan, H., 2004, “Sonlu farklar yöntemiyle aydınlatma hesabının analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
21. The Impact of Lighting on Office Workers, Steelcase Workplace Index.:www.steelcase.com
22. Çubuk, G., 2006, İlköğretim Binalarının Renk Açısından Değerlendirilmesi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri
Enstitüsü Mimarlık Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Adana.
23. Demirarslan, S., 2004, Renk ve dokunun algılamadaki rolü ve mimariye etkisi. Boya Sempozyumu Bildiriler
Kitabı, İstanbul.
24. PELSAN Aydınlatama Ürünleri Teknik Bilgiler El Kitabı.
25. Yamaner, F., 2001 ‘‘Farklı Fonksiyonlarda Renk Kullanımına İlişkin Yaklaşımların Değerlendirilmesi’’, Fen
Bilimleri Enstitüsü, Mimarlık, Konya.
26. Demirci, H., 2008, ‘‘Bina Tasarımında Aydınlatma ve Renk Olgusunun Biyoharmoloji ve Biyosüreç Açısından
İncelenmesi’’, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyomühendislik, , Elazığ, 2008.
!!
!!
!!
!
!38
!
Grafen Tabanlı Ayarlanabilir Ayrık Halka Rezonatörleri İle Işık
Etkileşiminin Artırılması
Onur Özdemir 1, Semih Çakmakyapan 2, Hümeyra Çağlayan 3 ve
Ekmel Özbay 1,2
1Elektrik
ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara Türkiye
2Fizik Bölümü, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara, Türkiye
3Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Abdullah Gül Üniversitesi, 38039 Kayseri, Türkiye
!
[email protected]
Hem elektriksel hem de mekanik özellikleri nedeniyle grafen son
zamanlarda ilgi çeken 2B bir malzeme olmuştur. Boşluktaki dalgaboyundan çok
daha küçük alanlardaki ışık-madde etkileşimleri nedeniyle grafen ,plazmonik
uygulamalar için uygun bir malzemedir. Grafendeki plazmonik ve elektronik
özellikler kullanılarak metamalzeme [1], fotodetektörler [2], fotovoltaik cihazlar
[3] ve nanoantenler [4,5] konularında araştırmalar yapılmıştır. Grafendeki optik
geçirgenlik, taşıyıcı konsantrasyonuna bağlıdır. Kapı voltajı değiştirilerek
grafendeki yüksek frekanslı bantlar-arası ve bant-içi geçişler kontrol edilebildiği
için, grafen-metamalzeme hibrit yapılarında (nanoanten gibi) plazmon rezonansı
da değiştirilebilir. [1, 4-6]
Gelen elektromanyetik dalganın, nanoanten yapılar ile rezonant bir
eşlenme yapması nedeniyle güçlü yerel elektomanyetik alanlar ortaya çıkar.
Nanoantenler gelen elektromanyetik alanı artırarak grafen-ışık etkilleşimini de
artırırlar. Bu çalışmada, ayrık halka rezonatörü dizisinin optik tepkisinin
ayarlanabildiğini ve rezonatörlerdeki efektif mod alanının artırılmasıyla bu
ayarlanmanın artırılabileceğini gösterdik. İki farklı ayrık halka rezonatörü
tasarımını, transistör benzeri bir cihaz ile birleştirerek kapı voltajına bağlı
rezonans değişimini gözlemledik. Grafenin kapı voltajı sayesinde ayarlanabilir
taşıyıcı konsantrasyonu, ayrık halka rezonatörlerinin rezonans frekansında bir
kaymaya yol açtı.
!
!
Anahtar kelimeler: grafen, metamalzeme, ayrık halka rezonatörü
Kaynakça:
[1] S. Cakmakyapan et al., Applied Physics Letters 103, 181116 (2013). [2] T. Mueller et al., Nature Photonics 4, 297 (2010).
[3] M. Freitag et al., Nature Photonics 7, 53 (2013).
[4] Y. Yao et al., Nano Letters 13, 1257 (2013).
[5] S. Cakmakyapan et al., PNFA 12, 199 (2014).
[6] S. Cakmakyapan et al., (kabul edildi)
implementation of our techniques requires the placement of only a single
dichroic mirror, which would reflect shorter-wavelength portion of the spectrum
and transmit the longer wavelengths (or vice versa). The key point is that the
1
1,2
losses incurred by such filtering, as shown here, is in the range of 20% of the
P.Elahi ,F.Ö.İlday
1Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey total laser power, which is comparable to the losses to be inevitably incurred if
2Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, Ankara, Turkey
using a traditional optical isolator. However, given that there is limitation to the
[email protected]
power scaling with our approach, this approach opens to way towards safe
isolation at the level of multi-kW of average power.
Highly precise interaction of ultrafast lasers with materials has led to
exciting developments and increased penetration of such lasers into industrial
material processing, together with increased the quality of micromachining [1].
However, back reflection from the work piece, which is generated during
material processing, can easily damage the laser system. Standard remedy is to
utilize a Faraday isolator to block the reflected light, but power scaling of fiber
amplifiers has outpaced that of isolators. Even at power levels for which
isolators are available, they have become one of the most expensive
components in the laser setup.
Here, we introduce a novel technique based on spectral-edge cutting,
which can be done by using of a long pass filter, to decrease the overlap
efficiency of the reflected beam and gain bandwidth. In this method, we have
employed a fiber laser with broad optical spectrum [2] and cut the left edge of
the spectrum. We show that by back reflection and gain fiber bandwidth
overlap reduction, the coupled reflected light is isolated while passing through
the gain fiber. Preliminary experiments were done by short-pass filtering of
spectra by using of an iris (Fig. 1(a)). The fiber laser system in the experiment is
similar to that in [2]. The output power leads to a diffracting gratings (here is as
spectral filtering part) and couple into the gain fiber by mirror. Output, directly References
back reflected and amplified back reflected powers are measured [1] E. G. Gamaly, “The physics of ultra-short laser interaction with solids at
simultaneously by powermeters 1, 2, and 3, respectively. Back reflection can non-relativistic intensities,” Phys. Rep., 508, 91 (2011)
deplete the gain and reduce the output power of the amplifier as shown in Fig. [2]P.Elahi,S.Yilmaz,Y.B.Eldeniz,and F.Ö.Ilday,“Generation of picosecond pulses
2(b). The output power was normalized to the case without coupling in this directly from a 100W, burst-mode, doping managed Yb-doped fiber amplifier,”
figure. Our experimental shows more than 20 dB absolute and 50 dB relative Opt. Lett. 39, 236 (2014).
isolation can be achieved with this technique (Fig. 1(c)). Simulation results as a
function of the central wavelength for different coupled back reflection powers
are shown in Fig. 1 (d) and (e).
In conclusion, we shown that by long-pass filtering of the spectrum,
which can be amplified by the gain fibre, we can attenuate the reflection beam
which is coupled into laser syetem and prevent damage of the laser system due
to back reflection. While we have used a setup with multiple optics to fully
characterize the transmitted and the back-reflected beams, practical
!
Gain Isolation By Spectral Filtering In Fiber Lasers For Material
Processing
!
!
!!
!!
!!
!!
!39
Femtosaniye Lazer Bessel Hüzmeleri ile Grafen Üzerinde Nano-İşleme
!
!
Ramazan Şahin, Selçuk Aktürk
İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Mühendisliği 34469 İstanbul
[email protected]
Tek katman grafen kullanımı son zamanlarda birçok uygulama için cazip
hale gelmiştir. Grafen ile yapılan bu uygulamaların çoğu, örnek yüzeyinde
yapılandırma gerektirmektedir [1], [2]. Öte yandan, femtosaniye lazerle yapılan
son çalışmalar malzeme ablasyon eşiği yakınında çalışıldığı zaman nanometre
boyutlarında yapıların elde edilebileceğini göstermiştir [3].
Bessel hüzmeleri mikrometre boyutlarında merkez spota sahip olmalarına
rağmen uzun odak mesafesine sahiptir. Bu özellik, örnek konumlama gibi kritik
problemleri ortadan kaldırdığından hassas malzeme işleme aşamasını
kolaylaştırmaktadır [4], [5]. Bu çalışmada amacımız, grafen üzerinde nanoyapılar oluşturmanın
yanısıra Si/SiO2 alttaşa zararı minimize etmektir. Çalışmalarımızda optik
mikroskop altında görünen tek katman grafen (285 nm SiO2 üzerinde) kullandık.
Kullandığımız lazer, 1030 nm merkez dalgaboyunda 550 fs atımlar
verebilmektedir. Çözünürlüğü artırmak için harmonik üretimi yoluyla lazer
çıkışının 3. harmoniğini (343 nm) elde ettik. Gauss hüzmelerini ise, 40º taban
açılı aksikon kullanarak Bessel hüzmelerine dönüştürdük. 300 nm-1100 nm dalgaboyu aralığında Si soğurması grafene göre
yüksek ve ablasyon eşik enerjisi düşüktür. Dolayısıyla, akla ilk gelen lazer ışığı
altında grafen tabakadan önce Si ablasyona uğramasıdır. Sonuçlarımız, uygun
lazer enerjisi ve tarama hızında grafenin lineer olmayan perdeleme etkisi
sayesinde Si alttaşın zarar görmediğini göstermiştir. Sistematik enerji ve hız
değişim deneyleri ile uygun bir aralık elde edilmiştir. Şekil 1; 120 nJ atım enerjisi
ve 330 µm/s tarama hızında elde ettiğimiz sonucu göstermektedir. Bu değerle
yapılan yapılandırma da Si alttaşa zarar verilmediği gösterilmiştir. Enerjiyi sabit
tutup tarama hızını artırdığımız veya hızı sabit tutup enerjiyi artırarak yaptığımız
çalışmalarda Si alttaşın zarar gördüğünü gözledik. Si alttaşın durumu SEM ve
Raman mikroskobu ölçümleri ile detaylı incelenmiştir.
Kaynakça
[1] E. Carrasco, M. Tamagnone, and J. Perruisseau-Carrier, Appl. Phys. Lett., vol. 102,
no. 10, pp. 104103–104103–4, 2013.
[2] B. Vasić, G. Isić, and R. Gajić, J. Appl. Phys., vol. 113, no. 1, p. 013110, Jan. 2013.
[3] A. P. Joglekar, H. Liu, E. Meyhöfer, G. Mourou, and A. J. Hunt, Proc. Natl. Acad. Sci.
U. S. A., vol. 101, no. 16, pp. 5856–5861, Apr. 2004.
[4] B. Yalizay, T. Ersoy, B. Soylu, and S. Akturk, Appl. Phys. Lett., vol. 100, no. 3, p.
031104, Jan. 2012.
[5] R. Sahin, Y. Morova, E. Simsek, and S. Akturk, Appl. Phys. Lett., vol. 102, no. 19, p.
193106, May 2013.
[6] R. Sahin, E. Simsek, and S. Akturk, Appl. Phys. Lett., vol. 104, no. 5, p. 053118, Feb.
2014.
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!
!
!!
Bu çalışmamızda özet olarak, fs lazer Bessel hüzmelerinin Grafen üzerinde
nanoyapılandırma için alternatif bir yöntem olabileceğini gösterdik.
Anahtar kelimeler: nanofabrikasyon, grafen, femtosaniye lazer
!40
References
!
Picosecond, Burst-Mode Fiber Laser Amplifier With 150 W Average
Power
S.
Yılmaz1,
P.
Elahi1,
H.
Kalaycıoğlu1,
I.
Pavlov1,
F. Ö.
!
[1] M. Lapczyna, K. P. Chen, P. R. Herman, H. W. Tan, and R. S. Marjoribanks,
”Ultra high repetition rate (133 MHz) laser ablation of aluminum with 1.2-ps
pulses,” Appl. Phys. A 69, S883 (1999). [2]H.Kalaycioglu,K.Eken,F.Ö. İlday,”Fiber amplification of pulse bursts up to
20μJ pulse energy at 1kHz repetition rate,”Opt.Lett.36, 3383 (2011).
[3] W. Hu, Y. C. Chin, G. King, ”Modeling of multi-burst mode pico-second laser
ablation for improved material removal rate,” Appl. Phys. A 98, 407 (2010).
[4]P.Elahi,S.Yilmaz,Y.B.Eldeniz,and F.Ö.Ilday,“Generation of picosecond pulses
directly from a 100W, burst-mode, doping managed Yb-doped fiber amplifier,”
Opt. Lett. 39, 236 (2014)
İlday1,2
1Department
of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey 2Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
!
Burst-mode operation of laser systems, where a group of closely
spaced (high repetition rate) pulses (bursts) are generated and the bursts are
repeated at a lower overall repetition rate, are extremely promising for material
processing [1-3]. This mode of operation not only allows dramatic increases in
material removal rate per unit time and power, but effectively catapults fiber
lasers, generating ∼10-μJ energies, to the effective level (as far as material
processing is concerned) of ∼1-mJ pulses, which are routinely available from
solid state lasers. Following the demonstration of the first burst-mode fiber
laser [4], we are scaling up the average power to the 100-W level for industrial
applications. Here, we present results with up to 150 W of average power, with
pulse durations around 20 ps, individual pulse energies up to 15 μJ, number of
pulses within one burst adjustable between 10 and 125, corresponding to burst
energies of 100 μJ to 1.9 mJ and burst repetition rates adjustable between 80
kHz and 1 MHz.
Due to the lower repetition rates required for burst-mode operation, a
detailed characterization of amplified spontaneous emission (ASE) generation
between the bursts is essential, which is monitored here directly using a
specialty setup (Fig. 1(a)). To this end, a fiber-integrated acousto-optic
modulator was used, gating the laser signal such that burst signal was blocked
and only ASE between the bursts was transmitted. Fig. 1(b) shows the ASE
ratio as a function of burst repetition rate and the inset shows as a function of
average power for burst repetition rate of 1 MHz. For the ASE measurements,
average power was kept at 50 W and pulse energy at ∼ 5μJ in order not to
damage the measurement setup. We find that ASE ratio remains in the range of
a harmless, acceptable 1% for burst repetition rates of 200 kHz and higher.
In conclusion, we have carried out systemic investigations of the burstmode operation, including ASE generation for a burst-mode fiber laser system
that is capable of reaching 150 W of average power. Our results indicate that
pulsed pumping employed in [2] is not required as long as bursts are repeated
at 200 kHz or higher, which allows for substantial simplification of the setup.
!!
!!
!!
!
!41
!
!
Plazmonik Tabanlı Yüzey Zenginleştirilmiş Raman Spektroskopi
Yapıları
Semih
Cakmakyapan1,2,
Neval
Cinel2
ve Ekmel
!
Serdar Öğüt1,2, İbrahim Özdür3, Tolga Kartaloğlu1 ve Ekmel Özbay1,
1Bilkent
Ozbay1,2,3
Üniversitesi, Nanoteknoloji Araştırma Merkezi, Ankara
Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Ankara
3Abdullah Gül Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Kayseri
[email protected]
2Bilkent
1Fizik
Bölümü, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara, Türkiye
Araştırma Merkezi, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara, Türkiye
3Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara, Türkiye
[email protected]
2Nanoteknoloji
!
Tek Döngülü Opto-Elektronik Osilatör
!
Düşük faz gürültülü mikrodalga osilatörler iletişim gibi sivil uygulama
alanlarından radar teknolojileri gibi askeri alanlara kadar birçok alanda kullanılmaktadır.
Opto-elektronik osilatörler (OEO) kullanılarak düşük faz gürültülü tek frekans bir salınım
elde etmek mümkündür [1]. OEO olarak isimlendirilen ve içinde hem optik hem de
elektronik parçalar içeren bir osilatör Yao ve Maleki tarafından 1996 yılında keşfedilmiştir
[2]. Bu çalışmamızda 6.4 GHz frekansı çevresinde çalışan tek döngülü bir OEO yapısının
kurulumunu, tedarik ettiğimiz ve elimizde bulunan elektronik ve fiber optik parçalar ile
gerçekleştirdik.
Kurumu gerçekleştirilen tek döngülü OEO yapısı Şekil 1’de gösterilmiştir.
Osilatörün geri besleme yolu, fibere eşlenmiş lazer, elektrooptik modülatör, fiber sarım ve
bir detektör kullanılarak oluşturulmuş olan mikrodalga-fotonik bağlantı ile uzatılmıştır.
Kullanılan fiber sarımın boyu 1 km’dir. Bu sayede osilatörün Q değeri 200000 civarına
çıkarılmıştır. Osilatörün çıkışında 7 dBm RF sinyal mevcuttur. Elde edilen sinyalin
10 kHz’deki tek yan bant faz gürültüsü yaklaşık -120 dBc/Hz olarak ölçülmüştür.
Moleküllerin plazmonik yapılar ile etkileşimleri hızla gelişen bir araştırma
konusu olup, yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopisi (SERS)
uygulamalarında büyük etkisi vardır. Lokalize olmuş yüzey plazmonları,
nanoparçacık ya da litografi teknikleriyle hazırlanmış nano yapılar ile
uyarılabilmektedir [1]. Yüzey plazmonlarının özellikleri metal filmlerin kalınlığına,
metal türüne, yüzey pürüzsüzlüğüne ve etkileşim halindeki dielektrik ortamın
kırılma indisine bağlıdır. Üzerinde yarık olan bir metale elektromanyetik dalga
gönderildiğinde, dalga yarık bölgesinde localize olabilir [2]. Lokalize olan bud
dalga metal yüzeyindeki yüzey plazmonları ile etkileşime girer. Bu çalışmada elektron demeti litografisi ile elde edilen dairesel
plazmonik lenslerin ve fraktal papyon yapıları ile SERS artışı elde edilebileceği
gösterilmiştir. Uyarılan plazmonlar metallerin üzerindeki Raman aktif molekülleri
uyararak SERS sinyalinin artmasını sağlamaktadır. Plazmonik yapıların
yüzeydeki elektrik alanlarına bakılıp, artış hesaplanması yapılmış ve FDTD
sonuçlarının SERS deneylerini desteklediği gösterilmiştir [3,4]. !!
!!
!!
!
!
Şekil 1: Tek döngülü OEO
Anahtar kelimeler: SERS, plazmonik, nanoanten
Bu çalışmamızda tek döngülü bir OEO’nun
kurulumunu gerçekleştirdik. OEO’nun
parçalarının optimizasyonu ve gürültüsünün
düşürülme çalışmalarına devam etmekteyiz.
Kaynakça 1. K. A. Willets, and R. P. Van Duyne, Annual Review of Physical Chemistry 58,
267-297 (2007).
2. Y. Xie, A. R. Zakharian, J. V. Moloney, and M. Mansuripur, Opt Express 12,
6106-6121 (2004).
3. Neval Cinel, Semih Cakmakyapan, Gulay Ertas, and Ekmel Ozbay, IEEE
JSTQE 19, 4601605 (2013).
4. Semih Cakmakyapan, Neval Cinel, Atilla Ozgür Cakmak, and Ekmel Ozbay,
Opt Express 22, 19504-19512 (2014). !
Anahtar kelimeler: Mikrodalga Osilatör, Opto-elektronik Osilatör, OEO, Düşük Faz
Gürültüsü, Yüksek Kazanç.
!
!
Kaynakça:
!!
!!
[1] A. Khanna, "Microwave oscillators: The state of the technology," Microwave Journal,
2006, April 5.
[2] X. S. Yao and L. Maleki, "Optoelectronic microwave oscillator," J. Opt. Soc. Am. B,
vol. 13, no. 8, pp. 1725-1734, 1996.
!42
!
An Electromagnetic Tuning Method For Split-Ring Resonators
Bessel-Girdap Lazer Hüzmeleriyle Altın İnce Filmler Üzerinde Mikro ve
Nano Yapılar Oluşturma
!
S. Sadeghzadeh, A. D. Yalcinkaya, H. Torun
Bogazici University, DeptElectrical & Electronics Eng., Bebek 34342 Istanbul
[email protected]
R. Şahin, T. Ersoy, S. Aktürk
İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Mühendisliği, 34469, İstanbul
[email protected]
!
!
Split-Ring Resonator (SRR) is one of the commonly used devices that exhibit
electromagnetic metamaterial behavior. Flexibility of working around a specific nominal resonance
frequency in a very narrow band enhances the utility of metamaterials. Recently, a resonant
frequency tunable, overlapping half ring resonator (OHR) was reported with its magnetic actuator
[1]. This work presents a planar SRR device with electromagnetic force.
The tunable-SRR device consists of two half metallic rings defined in copper and a pair of
suspension springs defined in FR4 layer. The suspensions are designed to favor torsional
movement. A width to height aspect ratio of approximately unity is aimed. The metalized patch on
the moving frame is deposited with Nickel to enhance electromagnetic actuation. In this study DC current passing through the electro-coil is varied between -15 mA and 15
mA, generates Lorentz force which is applied on the Nickel patch. By changing the force direction
(i.e. applied current sign) the gap overlapping area can either increase or decrease. Increasing the
displacement between the half rings reduces the overall capacitance, causing a frequency shift to
the right. As the actuation is reversed, the resonance frequency shifts to the left.During
measurement, the response of the device is monitored in real time with the vector network analyzer.
Any change in distance between the stationary electro-coil and the moving platform causes a shift
in the transmission spectrum. The Q factor is highest when the SRR is experimenting the attraction
phase of the actuation.The magnetic resonant frequency of the device can be controlled with subMHz resolution within 2.57–2.58 GHz through electromagnetic actuation. The shift in resonant
frequency with respect to the control current is 465 kHz/mA. The device offers versatility to cover
the different bands of the electromagnetic spectrum by scaling the planar geometry.
Femtosaniye (fs) darbe süresine sahip ultrahızlı lazerler, mikro ve nano
boyutta malzeme işleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır [1, 2].
Bu lazer kaynaklarıyla, ısısal etkilerin en aza inmesi nedeniyle yüksek kalitede
yapılar elde edilebilmektedir. Bu yöntemle, lazer darbe enerji akısı dağlama
eşiğinin civarında tutularak dalgaboyunun altındaki çözünürlükte yapılar
oluşturabilmek mümkündür [3]. Gaussiyen lazer hüzmelerinin kısa odaklanma derinlikleri nedeniyle,
malzeme işlerken örneğin konumlandırılması ve açısal ayarı hassas bir şekilde
yapılmalıdır. Bununla beraber yakın zamanda kırınımsız Bessel hüzmeleriyle
malzeme işlemede önemli avantajlar elde edilmiştir. Kırınımsız hüzme, uzun bir
mesafe boyunca şiddet profili değişmeden ilerlediğinden bu hüzmelerle işleme
yaparken örneğin ayarlanması çok kritik değildir. Bessel hüzmeleri, saydam
malzemelerde, metal ince filmlerde ve grafende nanometre boyutta yapılar
oluşturmak için kullanılmaktadır [4-6]. Optiksel girdaplar, lazerle malzeme
işlemede kullanılan bir diğer hüzme tipidir [7]. Bu hüzmeler, bir faz
singülaritesine sahiptir ve bu nedenle merkezlerinde şiddetin sıfır olduğu bir
bölge vardır (Şekil 1a). Bu çalışmada hem kırınımsız Bessel hüzmelerinin avantajlarını hem de
girdap hüzmesinin özelliğini kullanarak altın ince filmler üzerinde daire şeklinde
yapılar oluşturduk. Deneylerimizde, merkez dalgaboyu 1030 nm olan Yb:Cam fs
lazer sistem kullandık. Gaussiyen lazer hüzmesini Bessel-girdap olarak
şekillendirmek için topolojik yükü 1 olan spiral faz plakası ve konik mercek
kullandık. Ablasyon deneylerini, iki farklı dalgaboyu (515 nm ve 1030 nm) ve üç
farklı taban açılı (10˚, 25˚ ve 40˚) konik mercek kullanarak yaptık. Lazer darbe
enerjisini, merkezdeki disk tamamen görünmez oluncaya kadar arttırdık. Darbe
fluensine bağlı olarak, tek halka veya çoklu halkalı yapılar oluşturduk (Şekil 1b).
Ablasyon işlemi sonunda örnekleri optik mikroskop ve taramalı elektron
mikroskopu ile inceledik. Ablasyon sonucunda oluşan yapıların boyutlarını
niceliksel olarak belirlemek için, en içteki halkanın iç ve dış çaplarını ölçtük.
Halka boyutları, lazer enerjisi değiştirilerek ayarlanabilir. Bu sonuçlar, içiçe
geçmiş kompleks yapıların veya izole nano-disklerin fabrikasyonunda önemli
avantajlar sağlayabilir. !!
!!
!
!!
!!
!!
This work is sponsored by TUBITAK
112E250 and BAP 8581 Projects.
Keywords:SRR, Electromagnetic
Actuator, Metamaterials
References:
[1] H. Torun, S. Sadeghzadeh, and A. D. Yalcinkaya,” Note: Tunable overlapping half-ring resonator.,
Rev SciInstrum.2013 Oct;84(10):106107. doi: 10.1063/1.4825347
!
!
!43
!Zamana Dayalı THz Spektroskopi Sistemi İçin Opto-mekanik Tasarım
H. M. Bozacı, B. Bütün, T. Kartaloğlu ve E. Özbay
Bilkent Üniversitesi, Nanoteknoloji Araştırma Merkezi, Ankara
[email protected]
!
THz yayınım bölgesi elektromanyetik spektrumun 100 GHz ötesinde
başlayan ve kızılötesi optik dalgalara kadar uzanan kısmıdır. THz yayınım
üretiminde ve algılanmasında foto-iletken antenler kullanılan yöntemlerden
biridir [1]. Bu antenlerde THz üretimi, antende hızlı anahtarlamayı sağlayan yarı
iletken malzemeye femtosaniye lazer darbesi düşürülerek sağlanmaktadır. Lazer
darbesi ile oluşan taşıyıcılarla iletken hale geçen anahtar, lazer ışığının kesilmesi
ile birlikte hızlı bir şekilde kapanmakta ve bu süreçle antende THz yayınımı
oluşturacak akım darbesi oluşmaktadır. Bu metot kullanılarak oluşan yayınım
darbeli ve geniş bantlıdır.
THz yayınımın algılanmasında üretici antenle aynı veya benzer yapıdaki
bir başka foto-iletken anten kullanılabilir [2]. Bunun için anten THz darbeye
senkron bir şekilde anahtarlanır. Antenden geçen akım bir “pump-probe”
ölçümünde oldu gibi THz darbe ve lazer darbesi arasındaki zaman farkı ile
değişir. Bu sayede THz alanın anlık şiddeti antende oluşan akım ile doğru orantılı
olarak zaman bağlı ölçülür.
Anahtar kelimeler: ablasyon, Bessel-girdap hüzmesi, femtosaniye lazer,
nanoyapı.
!
Kaynakça
[1] R.R. Gattass, E. Mazur, Nature Photonics 2 (4), 219 (2008). 2. S.I. Kudryashov, G.
Mourou, A. [2] S.I. Kudryashov, G. Mourou, A. Joglekar, J.F. Herbstman, A.J. Hunt, Applied Physics
Letters 91 (14), 141111 (2007). [3] A. Joglekar, H. Liu, G. Spooner, E. Meyhfer, G. Mourou, A. Hunt, Applied Physics B 77
(1), 25 (2003). [4] F. Courvoisier, J. Zhang, M. Bhuyan, M. Jacquot, J. Dudley, Applied Physics A 112 (1),
29 (2013). [5] R. Sahin, Y. Morova, E. Simsek, S. Akturk, Applied Physics Letters 102 (19), 193106
(2013). [6] B. Wetzel, C. Xie, P.A. Lacourt, J.M. Dudley, F. Courvoisier, Applied Physics Letters
103 (24), 241111 (2013). [7] C. Hnatovsky, V.G. Shvedov, W. Krolikowski, A.V. Rode, Opt. Lett. 35 (20), 3417
(2010). !!
!!
!!
!!
!!
Bu çalışmada, geliştirdiğimiz foto-iletken antenlerin kullanıldığı, zamana
dayalı THz spektroskopi sisteminin opto-mekanik tasarımından bahsedilmiştir.
Şekil 1 sistemin opto-mekanik yerleşimini göstermektedir. Sistem bir örnekten
geçirgenlik ve yansıma ölçümü alabilecek şekilde tasarlanmıştır.
Zamana dayalı THz sistemlerinde optik yol uzunlukları “pump-probe”
metodunun gerektirdiği eşzamanlılığa uygun tasarlanmalıdır. Bu sebeple lazer
ışığının geçtiği yollar ve THz ölçüm düzeneğinin yerleşimi, alıcı antenlere THz
darbenin ve kapsamında darbesinin aynı anda geleceği şekilde tasarlanmıştır.
!44
Bu çalışmada ayrıca foto-iletken antenlere lazer ışığını odaklayan ve
Nano-saniye Nd:YAG Lazer Kullanılarak Titanyum ve Paslanmaz Çelik
oluşan THz yayınımı örnek üzerine taşıyacak aynaların olduğu yapı da
Yüzeylerde Periyodik Yüzey Yapılarının Oluşturulması
tasarlanmıştır. Lazer ışığı, antene mesafesi ayarlanabilir bir tutucu üzerinde
bulunan asferik bir lens ile, anten elektrotları arasındaki 5 m’lik boşluğa
T. İkier 1, P. Demir 1, E. Kaçar1,2, A. Demir 1,2
1Kocaeli Üniversitesi, Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi Yenikoy/Kocaeli
odaklanmıştır. Antende üretilen THz yayınım ise ekseni bu nokta ile çakışan bir
2Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektro-Optik Sistem Mühendisliği
hiper-yarımküre Si-lens ile toplanmaktadır. Si-lense rağmen dağılarak yayılmakta
[email protected]
olan THz yayınım iki parabolik aynadan oluşan sistem ile örnek üzerine
odaklanmaktadır.
Titanyum ve paslanmaz çelik gibi metal malzemeler farklı alanlarda yaygın olarak
kullanılmaktadır. Metal yüzeylerin yüzey yapılarının değiştirilmesi verimliliklerini arttırarak sağlık,
Anahtar kelimeler: THz, Zamana Dayalı Spektroskopi, THz-TDS
!
!
!
!
!
elektronik gibi çeşitli alanlarda kullanım olanağı sağlar. Malzemelerin yüzey yapılarının
değiştirilmesinde en kullanışlı yöntem lazerle işlemedir [1,2]. Lazerler kullanılarak, “Lazerle Üretilen
Periyodik Yüzey Yapısı” yöntemi LIPSs (Laser Induced Periodic Surface Structure) [1], “Doğrudan
Lazerle Üretilen Periyotlar” yöntemi DLIP (Direct Laser Induced Periodic) [3], “Lazerle girişim ile
Desenleme” yöntemi LIP (Laser Interference Patterning) [4] gibi birçok yöntem kullanılmaktadır.
Ancak metal yüzeyler üzerinde periyodik yapıların oluşturulmasında “İki Işın Girişim Tekniği” (Two
beam interference technique) diğer tekniklere göre daha kullanışlıdır. V.Oliveira ve arkadaşları [5], bu
teknikle titanyum yüzeyler üzerinde periyodik yapılar üretti. Çalışmada, Nano-saniye Nd:YAG Lazer kullanılarak oluşturulan Michelson interferometre
sistemi ile titanyum Grade 2 ve paslanmaz çelik yüzeyler işlendi. Metal yüzeyler üzerinde farklı
periyotlara sahip periyodik yapılar elde edildi. Lazer, 532 nm dalga boyunda ve 10 Hz tekrarlama
Kaynakça:
[1] P. H. Siegel, “Terahertz technology,” IEEE Transactions on microwave theory
and techniques, cilt 50, no. 3, pp. 910-928, 2002
[2] M. Ashidal, A. Doil, H. Shimosatol, S. Saito2, K. Sakai2 and T. Itoh,
“Sensitivity of photoconductive antenna for ultrabroadband terahertz radiation:
Feasibility of detection over 100THz.,” JFH1-2, Technical Digest IQEC/CLEOPR (2005).
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
oranında çalıştırıldı. Oluşan periyodik yapılar (Şekil 1), Elektron mikroskobu (SEM), Optik mikroskop
ve Profilometre ile incelendi.
!
Anahtar Kelimeler: İki Işın Girişim Tekniği (Two beam interference), Nd:YAG Lazer ve Michelson
İnterferometre Sistemi, Periyodik yüzey yapıları
Kaynakça:
[1] A.Y. Vorobyev, C. Guo, Applied Surface Science, 253, 7272–7280 (2007). [2] H. Kenar, E. Akman, E. Kacar, et al Coll. and Surf. B: Biointerfaces, 108, 305-312 (2013).
[3] T. Roch, et al, Diamond & Related Materials 33, 20–26 (2013).
[4] J. Lee, L. K. Schwarz, C. K. Akkan, et al Phys. Status Solidi A, 1–5 (2013).
[5] V. Oliveira, et al, Optics & Laser Technology, 44, 2072-2075 (2012).
!45
!
!
!
süperyükselteç metodu bir-kaç yüz kat malzeme kazancı sağlayarak özellikle
fotovoltaik uygulamalar için önemli bir fırsat sunuyor.
T. Khudiyev, M. Bayindir
Nanotel Bazlı Optoelektronik Aygıtlar İçin Süperyükselteçler
UNAM-Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi ve Fizik Bölümü, Bilkent Üniversitesi
[email protected]
Optoelektronik aygıtlar, özellikle güneş pilleri ve ışığa hassas detektörleri
de içine alan ışığa duyarlı sensörler fonksiyonları ve kullanım alanları itibariyle şu
an mevcut olan küresel sorunlar (enerji, sağlık, güvenlik gibi) için çözüm
getirebilecek potansiyele sahipler. Fakat mevcut dizaynlar günlük hayatta geniş
bir şekilde kullanımabilme noktasında (malzeme kullanımı, verim, güç seviyesi
ve maliyet) yetersiz kalıyor. Bu sebeple özellikle fotosensörlerin artan
fonksiyonelliği ve uygulama alanları da dikkate alındığında yeni dizaynların
gereksinimi kaçınılmaz oluyor.
Nanoteknoloji yukarıda belirtilen ihtiyaçları karşılama açısından önemli
bir potansiyele sahip. Nanoölçekte ortaya çıkan yeni özellikler ve nanoüretim
tekniklerinin çeşitliliği çok daha verimli fotosensör platformları sunmaktadır. Bu
noktada nanotellerin öneminin özellikle vurgulanması gerekiyor. Çünki nanotel
bazlı dizaynlar düşük malzeme kullanımı, nanoölçekte ortaya çıkan optik
rezonans kullanımı ve yüksek elektronik verimi gibi üstünlüklere sahiptir. Fakat
bahsedilen avantajlar hala emililm kapasitesinin düşük olması ve maliyet
sorunları gibi sebeplerden dolayı araştırma aşamasında olan bu dizaynları
gerçekçi kılamıyor. Daha yüksek verimli malzemeler ise az bulunmasından dolayı
geniş bir şekilde kullanılamıyor.
Bu çalışmada çok etkili ve basit bir nanotoplayıcı şematiğiyle yukarıda
bahsedilen sorunlara çözüm olabilecek bir yöntem geliştirdik. Önerilen metot
bizim daha önce geliştirdiğimiz rezonant olmayan Mie saçılımı mantığına
dayanıyor ve mükemmel bir ışık hapsedici aygıtın hemen hemen tüm özelliklerini
(genişbantlı ışık emilimi, polarizasyondan bağımsız emilim, kendine özgü ışık
lokalizasyonu ve etkileşmesi gibi) taşıyor. Daha önemlisi süperyükselteç ismini
verdiğimiz aygıt emici nanoteldeki rezonans etkilerle uyum halinde emilim
gerçekleştiriyor ve herhangi bir spektral kaymalara ve bozulmalara sebep
olmuyor. Süperyükselteç olarak kullandığımız aygıt düşük indisli malzemelerden
oluştuğu için silika camı ve polimerler gibi çok ucuz malzeme kümelerini
kapsıyor.
Önerilen süperyükselteç konsepti herhangi bir emici malzemeye ve
morfolojiye kolaylıkla uygulanabilir ve benzer emilim arttırıcı etki gözlemlenebilir.
Bu husus özellikle emici olarak kullandığımız silikon malzemesinden daha
verimli fakat daha az bulunabilen malzemelerin optoelektronik uygulamalarda
daha fazla görev almasını sağlıyabilir. On kat güç kazancının yanı sıra
!
!
!
Anahtar kelimeler: Nanofotonik, Nanoteller, Mie saçılımı, güneş pilleri,
fotodetektörler
Kaynakça
[1] T. Khudiyev, M. Bayindir, Superenhancers: Novel opportunities for nanowire
optoelectronics, Nano Letters, under review (2014).
[2] T. Khudiyev, E. Huseyinoglu, and M. Bayindir, Non-resonant Mie scattering: Emergent
optical properties of core-shell polymer nanowires, Nature Scientific Reports, volume 4,
4607 (2014).
[3] T. Khudiyev, E. Ozgur, M. Yaman and Mehmet Bayindir, Size-dependent structural
coloring in large scale core-shell nanowires, Nano Letters, vol. 11, page 4661 (2011).
!46
!!
!!
!!
!!
!!
!
!
2Department
!
cascaded to second and higher Stokes waves, similar to a regular Raman laser
[2]. This scheme presents a new mechanism for generation of high-power
ultrafast pulses at wavelengths longer than the center of the gain profiles.
1
1
1
1,2
U.Tegin ,P.Elahi ,S.Yılmaz ,F.Ö.Ilday
Seeded Amplification Of The Stokes Wave In An Ultrafast Fiber
Amplifier
1Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, Ankara, Turkey
[email protected]
Stimulated Raman scattering (SRS) is an important nonlinear optical
process for frequency conversion and producing tunable Raman lasers and
amplifiers [1]. In principle Raman lasers and amplifiers work with an incident
light acts as a pump and generates frequency shifted Stokes wave and this
frequency shift depends on the characteristics of pump [2]. In this report we
demonstrate a novel type of Raman oscillator for generating ultrafast Stokes
waves from a fiber amplifier. The experimental setup (Fig.1(a)) consists of a
master oscillator, generating pulses centered at 1030 nm and an amplifier. The
amplifier forms part of a low-finesse cavity for the first Stokes wave centered at
1080 nm, when the Stokes component output of the amplifier is high-pass
filtered and feedback into the amplifier
The mode-locked oscillator generates linearly chirped 6-ps pulses with
48 MHz repetition frequency, 104 mW average power, and 12 nm spectral
width. When these chirped pulses (Fig.2(b)) are seeded into the amplifier and
amplified to 2 W average power (without feeding the output back into the
amplifier), we observe the first Stokes wave forming around 1080 nm, as
expected (Fig.2(b)) [1]. Next, we arrange for the Stokes component to be
feedback into the amplifier. We filter out the components around 1030 nm and
reseed the Stokes wave to the entrance of the amplifier stage. We use a
translation stage to arrange precisely for the seed pulses at 1030 nm and the
Stokes wave at 1080 nm to be synchronized and temporally overlapped, which
is confirmed through time-domain measurements. When temporal overlap is
arranged, the amplified spectrum is modified dramatically, transferring most of
the energy to the Stokes wave at 1080 nm (Fig.2(b)). The portion is then
dechirped using a standard grating compressor to 2.9 ps (Fig.2(d)).
In conclusion, we present a novel type of Raman oscillator, where the
first Stokes wave generated during amplification is filtered and in part coupled
back into entrance of the fiber amplifier. When the optical delay is adjusted, an
optical cavity is formed for the Stokes wave similar to that of an optical
parametric oscillator. This results in preferential energy transfer to the Stokes
wave, which, despite having a highly nonlinear chirp, is compressible to
approximately 2.9 ps. Preliminary results suggest our approach can be
References
[1] Chinlon Lin and W. G. French, ”A near-infrared fiber Raman oscillator tunable
from 1.07 to 1.32 m ” Appl. Phys. Lett. 34, 666 (1979). [2] G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, 3rd. ed., (Academic Press, Boston,
2001).
!!
!!
!!
!!
!!
!47
!
Optical Microangiography Reveals Collateral Blood Perfusion
Dynamics In Mouse Cerebral Cortex After Focal Stroke
!
Utku Baran1,2, Yuandong Li1 ve Ruikang K. Wang1
Femtosaniye Lazer ile Hidrofobik Silika Aerojellerde Opto-Akışkan
Dalga Kılavuzu Üretimi
B. Yalızay1, Y. Morova1, Y. Özbakır2, A. Jonas1, C. Erkey2, A. Kiraz 3, S. Aktürk1
1Department
of Bioengineering, University of Washington, 3720 15th Ave. NE, Seattle
WA 98195, USA
2Department of Electrical Engineering, University of Washington, 185 Stevens Way,
Seattle WA 98195, USA
[email protected]
1 İstanbul
Teknik Üniversitesi, Fizik Müh. Bölümü, 34469 Maslak, İstanbul
Üniversitesi, Kimya Müh. Bölümü, Rumelifeneri Yolu, 34450 Sarıyer, İstanbul
3 Koç Üniversitesi, Fizik Bölümü, Rumelifeneri Yolu, 34450 Sarıyer, İstanbul
[email protected]
2 Koç
!
!
Aerojeller düşük kırılma indisine sahip olmaları, saydamlıkları ve benzeri
optik özelliklerinn yanı sıra hafif olmaları, boşluklu yapıları, düşük termal iletimleri
gibi özgün özellikleriyle geniş uygulama alanları olan özel malzemelerdir [1].
Ancak bu malzemeleri mekanik yöntemlerle işlemek, delmek veya
şekillendirmek kırılgan yapıları nedeniyle çok zordur [2]. Bu zorluklar aerojellerin
hassas ve hasarsız bir şekilde işlenebilmesi için alternatif yöntemlerin
geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Daha önce yapılan çalışmalarda, aerojel
üretilirken malzeme henüz solüsyon halindeyken içine fiber daldırılmış ve aerojel
katılaştıktan sonra fiber çıkarılarak kitle malzeme içerisinde doğrusal veya
eğrisel boşluk oluşturulmuştur [3], [4]. Ancak bu yöntemde fiberin kalıp olarak
kullanılması oldukça avantajlı olmasına rağmen farklı şekillerde kanalların
oluşturulmasında sınırlayıcıdır.
Yaptığımız çalışmalarda hidrofobik silika aerojel kitlesi içerisinde üç
boyutlu doğrusal mikrokanalları femtosaniye lazer ile oluşturmayı amaçladık.
Femtosaniye lazerler etki sürelerinin çok kısa olması sebebi ile aerojel üzerinde
bu kanalların hassas bir şekilde oluşturulabilmesine olanak sağlar.
Çalışmalarımızda, femtosaniye lazer hüzmesini Galvo aynalar ile yönlendirerek,
tarama merceğiyle odakladık ve kitlenin hedeflenen bölgesinde ablasyon
sağladık. Bu yöntemle aerojel içerisinde üç boyutlu doğrusal kanalı malzemeye
zarar vermeden oluşturmayı başardık (Şekil 1).
Femtosaniye lazer ile aerojel içerisinde elde edilen üç boyutlu doğrusal
mikrokanala, dalga kılavuzu özelliklerinin incelemek amacı ile etilen glikol sıvısı
doldurduk ve fiber ile 632nm dalgaboyuna sahip bir diyot lazeri eşledik. Fiberin
kanal içindeki konumu değiştirerek kanal çıkışındaki şiddet dağılımını CCD
kamera ile görüntüledik. Yaptığımız ölçümler sonucunda ilerleme kaybını 8.83
dB/cm olarak hesapladık. Bu sonuç aerojel içerisinde açılan kanalların optoakışkan dalgakılavuzu olarak kullanılmasına elverişli olduğunu göstermektedir.
Sonuç olarak bu çalışma, hidrofobik silika aerojellerin femtosaniye lazer ile
mekanik yöntemlerden daha yüksek duyarlılıkla işlenebildiğini ve elde edilen
kanalların opto-akışkan dalga kılavauzu olarak kullanılabildiğini gösterir.
Arteriolo-arteriolar anastomosis’s role in regulating blood perfusion
through penetrating arterioles during stroke is yet to be discovered. Optical
micro-angiography (OMAG) is a label-free non-invasive imaging and processing
method used to obtain 3-D blood perfusion map in microcirculatory tissue beds
in vivo using Fourier domain OCT (FD-OCT) [1]. We apply ultra-high sensitive
optical microangiography (UHS-OMAG) [2] and Doppler optical
microangiography (DOMAG) [3] techniques to evaluate vessel diameter and red
blood cell velocity changes in large number of pial and penetrating arterioles in
relation with arteriolo-arteriolar anastomosis after focal stroke in mouse cerebral
cortex. Thanks to high sensitivity of UHS-OMAG, we were able to image
surface microvasculature up to capillary level through a cranial window (9
mm2), and DOMAG provided clear image of penetrating arterioles up to 500μm
depth.
!
!
Keywords: OCT, OMAG, Stroke References
[1] R. K. Wang, S. L. Jacques, Z. Ma, S. Hurst, S. R. Hanson, and A. Gruber.
Optics Express 15(7), 4083–4097, (2007). [2] L. An, J. Qin, and R. K. Wang, “Ultrahigh sensitive optical microangiography
for in vivo imaging of microcirculations within human skin tissue beds,” Opt.
Express 18(8), 8220–8228, OSA (2010). [3] Shi, Lei, Jia Qin, Roberto Reif, and Ruikang K. Wang. "Wide velocity range
Doppler optical microangiography using optimized step-scanning protocol with
phase variance mask." Journal of biomedical optics 18, no. 10 (2013). !!
!!
!
!48
!
Effect of Laser Repetition Rate Stability on THz Time Domain
Spectroscopy
Yakup Midilli1, Hakan Keskin1, Hakan Altan1, Seydi Yavas2, F. Ömer Ilday2,
Koray Eken3, Asaf Behzat Sahin4
1Department
of Physics, Middle East Technical University, Ankara, 06800, Turkey of Physics, Bilkent University, Ankara, 06800 Turkey
3FiberLAST, Inc., Ankara, 06800, Turkey
4Department of Electronics and Communication Engineering, Yildirim Beyazit University,
Ankara, 06030, Turkey
[email protected]
2Department
!
For a long time, bulk solid state lasers such as Ti:sapphire have been as the
workhorse for terahertz time domain spectrometers (THz-TDS). Recently, externally
amplified, mode locked fiber laser sources have been developed as an alternative to the
solid state lasers as the laser driver of terahertz spectrometers. Advantages of fiber
lasers include compact size, portability, low cost and generally superior robustness than
their solid state counterparts. Fiber lasers have the potential to exhibit extremely low
timing jitter (phase noise) if the net cavity dispersion is zero. We have constructed an
Ytterbium (Yb) doped fiber oscillator; the repetition rate of which can be tuned, to drive
our THz-TDS. The laser operates at a repetition rate of 51 MHz, centered at a
wavelength of 1030 nm, and producing pulses that can be dechirped to 81 fs (Fig. 1).
The net dispersion is 1420 fs2. Here, we report on the impact of timing jitter on the
operation, including stability and signal-to-noise ratio of time domain THz spectrometer.
We utilize a rapid-scan configuration [1, 2], where a pulse from the laser generates the
Anahtar kelimeler: aerojel, femtosaniye lazer ablasyonu, mikroakışkan kanal,
dalga kılavuzu
!
!
Kaynakça
[1] A. Soleimani Dorcheh and M. H. Abbasi, “Silica aerogel; synthesis, properties and
characterization,” J. Mater. Process. Technol., vol. 199, no. 1–3, pp. 10–26, Apr. 2008.
[2] K. E. Parmenter and F. Milstein, “Mechanical properties of silica aerogels,” J. NonCryst. Solids, vol. 223, no. 3, pp. 179–189, Jan. 1998.
[3] L. Xiao and T. A. Birks, “Optofluidic microchannels in aerogel,” Opt. Lett., vol. 36, no.
16, pp. 3275–3277, Aug. 2011.
[4] G. Eris, D. Sanli, Z. Ulker, S. E. Bozbag, A. Jonás, A. Kiraz, and C. Erkey, “Threedimensional optofluidic waveguides in hydrophobic silica aerogels via supercritical fluid
processing,” J. Supercrit. Fluids, vol. 73, pp. 28–33, Jan. 2013.
!
!
!!
!!
!!
!!
!!
THz signal and subsequently, the nth pulse from the second arm of the same laser is
used for the detection (Fig. 2). Timing jitter of the laser is analyzed using a signal source
analyzer in the RF domain. This project has been partially funded by TÜBITAK (Scientific and Technological
Research Council of Turkey) project no. 111T748.
References
[1] Wilk R., Hochrein T., Mei M., Koch M., Holzwarth R., ‘OSCAT: Novel technique for time-resolved experiments
without moveable optical delay lines’, 2010, DOI 10.1007/s10762-010-9670-8
[2] Keskin H., Altan H., Yavas S., Ilday F. O., Eken K., Sahin A. B., ‘Development of a rapid-scan fiber-integrated
terahertz spectrometer’, 2013, 10.1007/s11082-013-9794-x
!49
the frame rates up to 300 Hz. On the other hand, high speed detector is
obtained with 120 nm total body thickness and 100 nm arm thickness. The high
speed detector has 0.37 ms estimated time constant which is compatible with
Yunus Emre Kesim, Kazim Görgülü, Muhammet Poyraz, Zulkarneyn Şişman
frame rate up to 900 Hz, however, it has a higher NETD value, 581 mK,
Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, Ankara, Turkey
UNAM-National Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara, Turkey
compared to low noise detector.
!
All-ALD Single and Bilayer ZnO Microbolometers
!
[email protected]!
!
!
Keywords: Thermal (uncooled) IR detectors, Microbolometers, Thermal
imaging, Zinc Oxide, Atomic Layer Deposition, Transparent Conductive Oxides
Microbolometers are extensively used for uncooled infrared imaging
applications. These imaging units generally employ vanadium oxide or
amorphous silicon as the active layer and silicon nitride as the absorber layer.
However, using different materials for active and absorber layers increases the
fabrication and integration complexity of the pixel structure. In order to reduce
fabrication steps and therefore increase the yield and reduce the cost of the
imaging arrays, a single layer can be employed both as the absorber and the
active material. We propose an all-ZnO microbolometer, where atomic layer
deposition grown zinc oxide at temperature of 120oC is employed both as the
absorber and the active material. Optical constants of ZnO(120oC) are
measured and fed into finite-difference-time-domain simulations where
absorption performances of microbolometers with different gap size and ZnO
film thicknesses are extracted. Using the results of these optical simulations,
thermal simulations are conducted using finite-element-method in order to
extract the noise equivalent temperature difference (NETD) and thermal time
constant values of several bolometer structures with different gap sizes, arm
and film thicknesses. It is shown that the maximum performance of 171 mK can
be achieved with a body thickness of 1.1 µm and arm thickness of 50 nm, while
the fastest response with a time constant of 0.32 ms can be achieved with a
ZnO thickness of 150 nm both in arms and body. After this study of
microbolometer with single layer ZnO structure, we investigate an all-ZnO
bilayer microbolometer, operating in the long wave infrared (LWIR) regime that
can be implemented by consecutive atomic layer deposition growth steps.
Bilayer absorber structures consist of 120˚C grown ZnO on the top (for high
TCR), Al2O3 insulator layer in the middle and 250˚C grown ZnO on the bottom
(for higher optical absorption). Bilayer design of the bolometer provides very
high absorption coefficients compared to the same thickness of single ZnO
layer. High absorptivity of the bilayer structure enables higher performance
( lower NETD and time constant values) compared to single layer structure. In
case of bilayer structures, the ultimate NETD performance, 157 mK, are
achieved with 210 nm total body thickness and 50 nm arm thickness. Time
constant of the low noise detector is evaluated as 1.33 ms and compatible with
!
References
1. Y. E. Kesim, E. Battal, M. Y. Tanrikulu and A. K. Okyay, “An All-ZnO
Microbolometer for Infrared Imaging,” Infrared Phys. Technol. 64, 245-249
(2014)
2. E. Battal, S. Bolat, A. K. Okyay, M. Y. Tanrikulu and T. Akin, “Atomic-layerdeposited zinc oxide as tunable uncooled infrared microbolometer material,”
Phys. Status Solidi A, DOI: 10.1002/pssa.201431195 (posted 30 June 2014, in
press).
3. M. Poyraz, K. Gorgulu, Z. Sisman, M. Y. Tanrikulu, and A. K. Okyay, National
Nanotechnology Research Center, Bilkent University, Ankara 06800, Turkey,
manuscript to be called " A LWIR All-ALD ZnO bilayer microbolometer for
thermal imaging"
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!
!50
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
NOTLAR
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!51
NOTLAR
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
!!
NOTLAR
NOTLAR
!52

fotonik 2014 - Fotonik 2016 | 18. Ulusal Optik, Elektro

Transkript

Benzer belgeler

Çizgi kusurlu fotonik kristal dalga kılavuzlarında saçıcıların

Untitled - Kocaeli Üniversitesi

buradan - Fotonik 2016 | 18. Ulusal Optik, Elektro

2010 TÜBİTAK Bilim-Teknik Article 2

DIjITAL HEADEND OPTİK MULTISWITcH MULTI SWITcH FİbER

İndir

to the PDF