Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
Search Results
Doctoral Thesis Evanescent field-based optical force techniques for the manipulation of spherical and non-spherical nanoparticles(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Dinleyici, Mehmet Salih; Dinleyici, Mehmet Salih; 03.05. Department of Electrical and Electronics Engineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyBu tez, sönümlenen dalgaların fiziksel mekanizmalarını ve optik kuvvetlerin nanoparçacık manipülasyonundaki etkinliğini teorik analizler ve simülasyonlar yoluyla incelemektedir. İki ve dört Gauss kaynağı kullanan sistemler, yenilikçi parçacık manipülasyonu için faz modülasyonu ile zenginleştirilmiş sönümlenen alanlar oluşturmak üzere kullanılmıştır. Asimetrik sönümlenen alanlara uyumluluğu, doğruluğu ve hesaplama verimliliği nedeniyle, optik kuvvet hesaplamalarında Ayrık Dipol Yaklaşımı (Discrete Dipole Approximation - DDA) yöntemi tercih edilmiştir. Tezin önemli bir odak noktası, faz modülasyonuna dayalı olarak tanımlanan ve değerlendirilen modüller —Holder, Centrifugal, Side-Puller ve Rotator— aracılığıyla parçacık hizalama, yer değiştirme ve ayrıştırma süreçleridir. Her bir modül, parçacık manipülasyonunda benzersiz avantajlar sunmuştur: Holder modülü, parçacıkları yüksek yoğunluk gradyanlarına sahip bölgelerde sabitlerken, Centrifugal modülü parçacıkları kanal kenarlarına yönlendirmiştir. Side-Puller modülü parçacıkları belirli bir yönde hareket ettirirken, Rotator modülü açısal hareketi kontrol etmiştir. Bu modüllerin bir arada kullanılması, kontrol mekanizmalarını geliştirerek daha verimli filtreleme sistemleri sağlamıştır. Tezde ayrıca sıvı akışı ile optik kuvvetlerin birleştirildiği senaryolar incelenmiş ve bu kombinasyonların partikül ayrıştırılmasındaki etkinliği değerlendirilmiştir. Farklı boyutlardaki küresel partiküllerin ayrıştırılması, optik ve sürükleme kuvvetlerinin dengesi üzerinden analiz edilmiştir. Küp ve küresel partikül hareketleri incelenerek geometrik farklılıkların optik kuvvetler üzerindeki etkisi gösterilmiş, ardından eşit hacimdeki küre ve elipsoidal partiküller üzerindeki çalışmalarla partikül geometrisinin ayrışma dinamikleri üzerindeki etkisi detaylandırılmıştır. Bu çalışma, optik kuvvetlerin nanopartikül manipülasyonunu nasıl optimize ettiğini ve sönümlenen dalgaların sunduğu benzersiz avantajlar sayesinde gelişmiş filtreleme ve kontrol mekanizmaları sağladığını ortaya koymaktadır. Önerilen faz modülasyon sistemleri ve DDA yöntemi, hem küresel hem de küresel olmayan nanopartiküllerin kontrolü ve ayrıştırılması için yenilikçi bir çerçeve sunmaktadır. Çalışmanın bulguları, biyoteknoloji, nanoteknoloji ve mikroskobik akışkan dinamiği gibi alanlarda optik kuvvet temelli uygulamaların geliştirilmesi için önemli bir potansiyel taşımaktadır.Doctoral Thesis Dielectric Film Characterization Beyond Classical Limits Exploiting Spatially Structured Entangled Photon Pairs(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Ataç, Enes; Dinleyici, Mehmet Salih; Dinleyici, Mehmet Salih; 03.05. Department of Electrical and Electronics Engineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyKuantum optiği, ışığın farklı kuantum durumlarını üretmeye, manipüle etmeye ve tespit etmeye odaklanan yeni fırsatlar, alternatif metodolojiler ve potansiyel olarak çığır açıcı teknolojiler sunar. Bu alan enstrümantasyon, ölçüm ve metrolojide keşif ve uygulama için yeni yollar açmaktadır. Buradan hareketle tezin temel amacı, klasik sınırların ötesinde bir optik fiber üzerindeki ultra-ince şeffaf dielektrik filmlerin kalınlık karakterizasyonuna dayalı yeni bir kuantum dolaşıklık tabanlı faz kırınım şeması önermektir. Ek olarak, önerilen sistemde çakışma tespiti ve optik tutarlılık önemli bir rol oynadığından, standart bir CCD kamera kullanarak mekansal olarak dağıtılmış yoğunluk verilerinden zaman aralığı bilgisini çıkararak termal ışık karakterizasyonu için pratik ve karmaşık olmayan bir ölçüm prosedürü de sunuyoruz. Yukarıda belirtilen amaçları gerçekleştirmek için öncelikle kuantum dolanıklığın ölçüm sistemleri üzerindeki etkisini, özellikle de doğası gereği daha iyi çözünürlük sunduğundan, optik mikroskopiyi inceledik. Daha sonra, uzaysal dolaşıklık kavramı, kavisli bir yüzey üzerinde dielektrik film karakterizasyonu için faz kırınım şeması ile entegre edilir. Termal fotonlarla alternatif bir konfigürasyon da gösterilmiştir. Sonuçlara göre, şeffaf dielektrik filmlerin kalınlığı, ilgilenilen dalga boyunun yirmide birinin altında doğrulukta tahmin edilebilmektedir. İkinci bölümde, termal ışık foton istatistiklerinin ve ikinci dereceden tutarlılık fonksiyonunun çıkarılması için geleneksel bir CCD kameranın tek piksel yoğunluk ölçümlerinden yararlanarak kavram kanıtı deney düzeneğini tanıttık. Böylece, kümelenmiş ışık olgusunun tutarlılık süresinin ötesinde kullanıma hazır dedektörlerle gözlemlenebileceğini kanıtladık. CCD kameranın kapsamlı bir fizibilite analizi de rapor edilmiştir. Son olarak, sonuçlar artıları ve eksileri ile değerlendirilerek gelecekteki çalışmalar için bir yol haritası çizilmiştir. N-katlı algılama şeması, pompa tutarlılığının karakterizasyon sistemi üzerindeki etkisi ve önerilen foton istatistik kurulumunun pratik mühendislik uygulamaları dahil olmak üzere umut verici perspektifleri kısaca açıkladık.