Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
1 results
Search Results
Now showing 1 - 1 of 1
Doctoral Thesis Evanescent field-based optical force techniques for the manipulation of spherical and non-spherical nanoparticles(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Arslanyürek, Şeyma; Dinleyici, Mehmet SalihBu 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.