FOTONİK Ulusal Optik, Elektro-Optik ve Fotonik Çalıştayı İÇİNDEKİLER. Amaç...iii. Organizasyon.v. Bilimsel Program..vii

Transkript

1

2

3 İÇİNDEKİLER Amaç...iii Organizasyon.v Bilimsel Program..vii Davetli Bildiri Özetler..1 Poster Bildiri Özetleri Destekleyen (Sponsor) Kuruluşlar i

4 ii

5 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 14.'sünü 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

6 iv

7 ORGANİZASYON Yürütme Komitesi Tayfun AKIN, ODTÜ Selçuk AKTÜRK, İstanbul Teknik Üniversitesi Arif DEMİR, Kocaeli Üniversitesi Birol ERENTÜRK, ASELSAN Alper KİRAZ, Koç Üniversitesi Ekmel ÖZBAY, Bilkent Üniversitesi Alphan SENNAROĞLU, Koç Üniversitesi H. Gül YAĞLIOĞLU, Ankara Üniversitesi Local Organizasyon Komitesi Selçuk Çakmak, Koç Üniversitesi Alper Kiraz, Koç Üniversitesi Alphan Sennaroğlu, Koç Üniversitesi Nazmi Yılmaz, Koç Üniversitesi v

8 vi

9 BİLİMSEL PROGRAM 09:15-09:30 Açılış Konuşmaları 09:30-10:30 KAYIT İŞLEMLERİ (08:30-09:15) Aydoğan Özcan, UCLA Lensfree On-Chip Microscopy and Tomography Toward Telemedicine Applications 10:30-11:00 Ali Kemal Okyay, Bilkent Üniversitesi Kahve Arası (11:00-11:30) 11:30-12:00 H. Emrah Ünalan, ODTÜ d N 12:00-12:30 Hakan Ürey, Koç Üniversitesi Piko-p j ö v Y U u Yemek arası ve poster sunumları (tüm öğleden sonra devam edecek) (12:30-14:30) 14:30-15:00 15:00-15:30 Erdal Toprak, Sabancı Üniversitesi MORBIDOSTAT: Antibiyotik direncine sebep olan genetik yollar, 1TL'den ucuza L D s sp d? Özdal Boyraz, İstanbul Şehir Üniversitesi s d p s u s Kahve Arası (15:30-16:00) 16:00-16:30 Kuthan Yelen, ASELSAN L s d s usu d s s? vii 16:30-17:00 17:00-17:30 Şerife Yalçın, İYTE L u u p s p s v U u Ümit Demirbaş, Uluslararası Antalya Üniversitesi Dalgaboyu ayarlanabilir, verimli, kompakt ve ekonomik Cr:Colquiriite lazerleri 17:30-17:45 Poster Ödüller Sunumu ve Kapanış Çalıştay Kokteyli (18:00-20:00)

10 viii

11 POSTER BİLDİRİLERİ LİSTESİ Poster-Sayfa No P-1, s11 P-2, s12 P-3, s13 P-4, s14 P-5, s15 P-6, s16 P-7, s17 P-8, s19 P-9, s21 P-10, s22 P-11, s23 P-12, s24 P-13, s24 P-14, s25 P-15, s26 P-16, s27 P-17, s28 P-18, s30 P-19, s31 Poster Başlığı ve Yazarlar. Y d,..,. d Fotonik Burun Kullanılarak Alkol-Su Karışımlarının Analizi Ü. C. d,. s p u Transfer of spin squeezing and particle entanglement between atoms and photons in coupled cavities via two-photon exchange d v. I d Fiber Lazer Sistemler için Kaynaşık Fiber Bileşen Üretimi C, p,. G, p Hiperspektral Görüntüleme Sistemi Ve Uygulamaları A. Mostafazadeh, S. Z. Lulec, C. Sagiroglu, E. Ermek, E. Timurdogan, Y. Leblebici and H. Urey Eşzamanlı Çoklu Tınlayan MEMS Çubuk Algılayıcıların Paralel Uyarlama Ve Okunması Ferit ARTKIN, Necati Fevzi ECEVIT PLC CONTROLLING AND APPLICATIONS IN OPTICAL SYSTEMS Y. Ozan Ayd n,,. d Malzeme işleme için 25-W, 75-ns tümleşik fiber lazer L v., u u,. Çinko Oksit Tabanlı İnce Film Transistörlerde Aktif Olarak Kontrol Edilebilir Görünür Işık Emilimi v s ö, N. d, U u, u C, Ü MEMS KIZILÖTESİ SPEKTROMETRE SİSTEMİ A. Cantas, S. Yazici, M. A. Olgar, M. Kurt, G. Aygun, E. Tarhan, E. Yanmaz, L. Ozyuzer Characterization of Quaternary Compound of Cu2ZnSnS4 Thin Film as a Photo-Absorbing Layer by XPS and RAMAN Scattering for Solar Cells. D s u,.,., V. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ GÖZESİ UYGULAMALARI İÇİN CdO İNCE FİLMLERİN SOL-GEL SPİN KAPLAMA YÖNTEMİ İLE BÜYÜTÜLMESİ VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE TAVLAMANIN ETKİSİ Burcu Beykal, Alexandr Jonas, Katjana Ehrlich, Erdem Alaca, Alper Kiraz, Can Erkey Gaz, Sıvı ve Süperkritik Karbondioksitte Mikro-Çubukların Frekans Tepkileri. Ş,. Darbeli Terahertz sisteminde genlik modülasyonlu veri iletişiminin deneysel olarak gösterilmesi. G p,.,.,.g s,. G s,.,. Gu d du,. Zeren, A.Demir Kobalt ve Bakır Alaşımlarının LIBS Tekniği ile İncelenmesi. u,. Ç,. U. Ç, Ş. u u, G. D d,. D. Y MEMS MİKROAYNA İLE TÜMLEŞİK MRG ALICI MİKROSİSTEMİ TASARIMI A. Jonas, B. Yalizay, T. Ersoy, S. Akturk and A. Kiraz SÜPERHİDROFOBİK YÜZEYLER ÜZERİNDE MİKROAKIŞKAN KANAL OLUŞTURULMASI VE UYGULAMALARI. L. udu u,. G,. N,. ö, J. W d.. d Mode-locked Fiber Laser for Highly Time-Resolved Broadband Absorption Spectroscopy of Micro-plasmas d u u, D,Y s, u u d NANOBİYOSENSÖR UYGULAMALARI İÇİN METALİK NANO YAPILARIN LOKALİZE YÜZEY PLAZMON REZONANSI (LYPR) TEMELLİ ÇEVİRİCİ GELİŞTİRİLMESİ Ç Ş, R d,.. I d 33 fs Yb-doped fiber laser with net-zero cavity dispersion ix

12 P-20, s31 P-21,s33 P-22, s33 P-23, s35 P-24, s35 P-25, s37 P-26, s38 P-27, s38 P-28, s49 P-29, s41 P-30, s43 P-31, s44 P-32, s45 P-33, s46 P-34, s47 P-35, s48 P-36, s49 P-37, s50 P-38, s51 P-39, s51 C s,, u,.,. I d Non-thermal tissue ablation with bursts of 1-ps pulses at 1 µm Y.Karakus Effect of Electrical Poling on Conductivity In Guest-Host Polymers D, D, u ud v, s, d GENİŞ-ALAN GERİ YANSITMASIZ BİYOMİMETİK NANOYAPILI YÜZEYLER D. ös u, u,. Ç u,. FOTO-UYARIMLI ZAMAN EKSENLİ TERAHERTZ SPEKTROSKOPİ ÇALIŞMALARI. Du,. ud v,. D,. C. d. d DOĞRUSAL OLMAYAN FOTONİK UYGULAMALAR İÇİN KALKOJEN CAMLAR ÜZERİNDE REZONANT ANTEN TASARIMI VE ÜRETİM. D,. I, I. v v,.,. Y v s,. R, Z. Z,. I d Nonlinear chirped-pulse amplification of a soliton-similariton laser to ~1 µj at 1550 nm.,. s v,. Ş,. uvv Yarıiletken Kristal X ışını Algılayıcıları ve Kullanım Alanları Emrah Guven, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Design, Analysis and Optimization of Photonic Crystal Demultiplexer with Ring Resonators, Y, d,,. I d Yüksek hassasiyetle malzeme işleme için 15 W, 30 MHz, 50 ps Yb-katkılı fiber lazeryükselteç sistemi Y,, Y. d,,. I d Nanosaniye Fiber Lazerle Renkli Markalama d, Ş du PLAZMONİK İNCE-FİLM DÜZLEMSEL AYNALAR İLE KIRINIM SINIRININ ÖTESİNDE OPTİK BENEKLER ELDE EDİLMESİ E. Akman, H. Kenar, B.Genc Oztoprak, M. Gunes, E. Kacar, O. Gundogdu, A.Demir 316 Paslanmaz Çelik Yüzeylerde Femtosaniye Lazer ile Mikro ve Nanoyapıların Oluşturulması ve Biyolojik Uygulamaları E. Akman, B.Genc Oztoprak, M. Gunes, E. Kacar, O. Gundogdu, A.Demir 316 Paslanmaz Çelik Yüzeylerde Femtosaniye Lazer ile Oluşturulan Mikro ve Nanoyapıların Su Tutmazlık Davranışı Üzerindeki Etkisi T. Ersoy, T. Tunay, M. Uguryol, G. Mavili, S. Akturk FEMTOSANİYE LAZER İLE TARİHİ ESER TEMİZLENMESİ v,, ö,,. Y, Y s, s D d Y Design and Implementation of An Eye Safe Laser Illuminated Gated Imaging System with an InGaAs Camera Gö u,. s *, u u, v Nanofotonik Devreler İçin Kompakt Fotonik Kristal Tabanlı Optik Filtre Tasarımı d G ö, Ş u u Polimer Yarıiletken Kullanılarak Mikro Akışkan Kanal ile Tümleşik Çözelti Bazlı Işık Yayan Diyot (LED) Oluşturulması H. Arslan, A. Tasdemir, G. Aygun, U. Unal, L. Ozyuzer Switchable Glazing Windows By using PVB / LiClO 4 Halil u, d u, FİBER DÖNGÜ KAVİTE SÖNÜMLENME SPEKTORSKOPİSİ İLE GENİŞ ÇAPLI FİBER BÜKÜM KAYIP KARAKTERİZASYONU H. Demir Inci, S. Ozsoy SOLID-CORE SQUARE LATTICE PHOTONIC CRYSTAL FIBERS WITH SQUARE AIR HOLES: COMPARATIVE STUDIES OF DISPERSION AND CONFINEMENT LOSS x

13 P-40, s52 P-41, s53 P-42, s55 P-43, s55 P-44, s56 P-45, s57 P-46, s58 P-47, s58 P-48, s59 P-49, s59 P-50, s60 P-51, s60 P-52, s61 P-53, s61 P-54, s62 P-55, s63 P-56, s64 P-57, s65 P-58, s65 P-59, s67.. d,.d. Y,. u Kesik Halka Rezonatörleri Kullanan Mikrodalga Soğurucu Yapılar. u, Y.. d,.,. Y v,. G,. f, d.. d 1 mj Atım Kümeleri Üretebilen Yb-katkılı Fiber Yükselteç s Ç, N, D R L, InN/InGaN Epitaksiyel Yapılarının MOCVD Yöntemi ile Büyütülmesi ve Güneş Pili Uygulamaları, Y s D, s s u, u u u, L f TERAHERTZ IŞIMASI ELDE ETMEK İÇİN ÜÇLÜ-MESA YAPILARIN OLUŞTURULMASI VE KARAKTERİZASYONU I. Baylam, S. Ozharar, H. Cankaya, S. Y. Choi, K. Kim, F. Rotermund, U.Griebner, V. Petrov and A. Sennaroglu Karbon Nanotüp Doyabilen Soğurucular İle 1247 nm Dalgaboyunda Yüksek Enerjili Femtosaniye Darbe Üretimi Zuxing Z,.,.. I d All-fiber-integrated soliton-similariton Er-fiber laser X-Ray Mapping Tecnique And Morhological Study Of Gunshot Residue Of Scanning Electron Microscopy And Energy Dispersive X-Ray Spectrometry, ö, Gö, Ü Temassız Kalp Ritmi ve Oksijen Doyumu Ölçer K. G,., I. L. udu u, Ç. Ş,. d.. I d Influence of modulation of pump and seed signals on fiber amplification of broadband pulses. s,. J áš, d. Lasing in Optically Manipulated, Dye-Doped Emulsion Microdroplets M.A. Olgar, S. Yazici, M.D. Yaman, M. Kurt, A. Cantas, G. Aygun, E. Yanmaz, L. Ozyuzer Fabrication Process of CZTS Absorber Layer on Mo Coated SLG for Solar Cells. Ç,..,. Kısa DC deşarj plazmaların Zamana Dayalı Terahertz Ölçüm Sistemiyle Karakterizasyonu M. Kurt, S. Yazici, A. Cantas, H. Koseoglu, L. Ozyuzer, G. Aygun Bilayer Mo Film Deposited by DC Magnetron Sputtering as Back Contact for Thin Film Photovoltaics M. K. Hedili, M. Freeman,. Ü Saydam Ekran Teknolojisi ve HUD Uygulaması u C, udu u, d NANOKRİSTAL GÖMÜLÜ POLİMER NANOFİBERLER:FİZİK ve UYGULAMA Mutlu D. Yaman, Ayten Cantas, Sebnem Yazici, Hasan Koseoglu, Hilal Saglam, Gulnur Aygun and Lutfi Ozyuzer XRD and XPS Studies of Large Area Grown ITO IR V DILI UCUR, N s Y Ğ 1, N2, N ORGANİK IŞIK YAYAN DİYOTLARDA YARI ÖMÜR VE KARARLILIK N. ö,..,.. u, Ş. d PCDTBT Polimer Güneş Pillerinin Performansının Ag Nanoparçacık Kullanılarak Artırılması, v ö, C s, d, Y, u G,,. I d Percussion microdrilling efficiency of pulsed lasers in the range of ns Osman Ozdemir, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Improved Transmission Characteristics in a Photonic Crystal Waveguide Geometry with Two 60 Waveguide Bends xi

14 P-60, s68 P-61, s69 P-62, s70 P-63, s71 P-64, s73 P-65, s73 P-66, s74 P-67, s75 P-68, s76 P-69, s78 P-70, s80 P-71, s81 P-72, s82 P-73, s84 P-74, s84 P-75, s85 P-76, s85 P-77, s88 G, N. Ü v d ELEKTRO-OPTİK ELEMANLAR KULLANILARAK YAPILAN PASİF OPTİK AĞ UYGULAMALARI I. v v,.,. R, U.,. I d Three step numerical simulation model of laser induced surface nanostructuring. D, I. v v,. I,. I d 10 W, 5.5 ns, 100 khz all-fiber laser at 1.55 µm.,. Y,.,. u,., Ç. Ş,.. I d,. 100-W, 100-MHz, 4.5-ps YB-doped Fiber Laser System G. Reha Hepguler, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Characterization of the Photonic Crystal Ring Resonator Structure for Optical Sensing U d, R.Burak Erarslan,, d u, Ü SOĞUTMASIZ KIZILÖTESİ TERMOMEKANİK ALGILAYICI R Ş, u FEMTOSANİYE LAZER KULLANARAK İNCE FİLMLER ÜZERİNDE PLAZMONİK NANOYAPILAR OLUŞTURMA Semih Cakmakyapan, Mehmet Kahraman, Mustafa Culha, Ekmel Ozbay PLAZMONİK LENS TABANLI YÜZEYDE ZENGİNLEŞTİRİLMİŞ RAMAN SAÇILIM SUBSTRATI. Y v,.. p, Y.. d,.,. d,.,.. Ü,.. d Fotoakustik Mikroskopide Kullanılmak Üzere Sürekli Tayflı Nanosaniye Atımlı Fiber Lazer Sistemi T. Khudiyev,. D,. d DOĞADAN ESİNLENMİŞ FONKSİYONEL NANOYAPILARDA YAPISAL RENKLENME T. Khudiyev, M. Bayindir POLİMER ÇEKİRDEK-KABUK NANOTELLERDE REZONANT OLMAYAN MİE SAÇILMASI V..,. ÜÇ BOYUTLU TERAHERTZ GÖRÜNTÜ OLUŞTURMA TEKNİKLERİ Y.. d,. Y v,. G,. u,. f,.. d Elektronik İsteğe Bağlı Atım Seçimi ve Atım Dizini Sentezi Y. u,.. s p u,. G v BAĞLI OPTİK SOLİTON-YÜZEY PLAZMON SİSTEMİNİN JOSEPHSON EKLEMİ MODELİ ve DİNAMİĞİ Y s d, x d J áš, d p Probing of Ultrahigh Optical Q-factors of Individual Liquid Microdroplets in Air Using Tapered Optical Fiber Waveguides Zux Z,.. Ilday Sub-50 fs all-fiber-integrated Yb-doped laser with anomalousdispersion photonic crystal fiber.. G s,.,.. d,.. Theory of Doping Management s, N. Ü v d RAMAN FİBER KUVVETLENDİRİCİLERDE POMPALAMANIN KAZANÇ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ xii

15 DAVETLİ KONUŞMACI BİLDİRİ ÖZETLERİ 1

16 2

17 Lensfree On-Chip Microscopy and Tomography Toward Telemedicine Applications Aydogan Ozcan, Ph.D. Electrical Engineering Department, Bioengineering Department, California NanoSystems Institute University of California, Los Angeles, CA Centered on this vision, in this talk I will introduce fundamentally new imaging and detection architectures that can compensate in the digital domain for the lack of complexity of optical components by use of novel theories and numerical algorithms to address the immediate needs and requirements of Telemedicine for Global Health Problems. Specifically, I will present an on-chip cytometry and microscopy platform that utilizes cost-effective and compact components to enable digital recognition and 3D microscopic imaging of cells with sub-cellular resolution over a large field of view without the need for any lenses, bulky optical components or coherent sources such as lasers. This incoherent holographic imaging and diagnostic modality has orders of magnitude improved light collection efficiency and is robust to misalignments which eliminates potential imaging artifacts or the need for realignment, making it highly suitable for field use. Applications of this lensfree on-chip microscopy platform to high-throughput imaging and automated counting of whole blood cells, monitoring of HIV+ patients (through CD4 and CD8 T cell counting) and detection of waterborne parasites towards rapid screening of water quality will also be demonstrated. Further, I will discuss lensfree implementations of various other computational imaging modalities on the same platform such as pixel superresolution imaging, lensfree on-chip tomography, holographic opto-fluidic microscopy/tomography. Finally, I will demonstrate lensfree on-chip imaging of fluorescently labeled cells over an ultra wide field of view of >8 cm2, which could be especially important for rare cell analysis (e.g.,detection of circulating tumor cells), as well as for high-throughput screening of DNA/protein micro-arrays. Today there are more than 5 billion cell-phone users in the world, and the majority of these cellphones are being used in the developing parts of the world. This massive volume of wireless phone communication brings an enormous cost-reduction to cellphones despite their sophisticated hardware and software capabilities. Utilizing this advanced state of the art of the cell phone technology towards point-of-care diagnostics and/or microscopic imaging applications can offer numerous opportunities to improve health care especially in the developing world where medical facilities and infrastructure are extremely limited or even do not exist. 3

18 Plazmonlar ile hibritlenmiş sıcak elektron temelli fotonik aygıtlar Dr. Ali Kemal OKYAY d s Ü v s s Çip üzerinde veya çipten çipe iletişimin fotonlar ile yapılabilmesi (optical interconnects) için çok küçük, düşük kapasitanslı, yüksek hızlı, yüksek verimli ve silisyum ile entegre edilebilir optik dedektörlere ihtiyaç vardır. Silisyum yakın kızılötesi bölgede geçirgen olmakla birlikte, Schottky tipi metal Silisyum dedektörlerin dalgaboyu 1550 nm kadar olan fotonları emebileceği gösterilmiştir. Ancak, bu tip dedektörlerin kuvantum verimleri düşüktür. Yüzey veya lokalize plazmon tetikleyen yapılar yüksek hızlı Schottky tipi dedektörlerin ince aktif emiş tabakalarında daha fazla ışığın hapsedilmesine olanak sağlayabilir. Oluşan sıcak elektron (hot electron) yoğunluğu plazmon etkileri kullanılarak yükseltilebilir, dolayısıyla Schottky tipi metal Si dedektörlerin verimleri önemli ölçüde artırılabilir. ö Sadece Nanotelli Fotoalgılayıcılar Hüsnü Emrah Ünalan u j v d s, D u Ü v s s, Bu çalışmada sadece nanotel ağları kullanan fotoalgılayıcıların üretiminden ve karakterizasyonundan bahsedilecektir. Bu bağlamda germanyum(ge) ve silisyum (Si) nanotel ağları aktif yarıiletken eleman, karbon nanotüp ve gümüş nanotel ağları ise pasif kontaklar olarak kullanılmıştır. Üretimlerinin ardından nanoteller, ağ şeklinde, sıvı bazlı yöntemler kullanarak ve oda sıcaklığında çeşitli altlıklar üzerine kaplanmaktadır. Fotoalgılayıcıların ışık altındaki davranışları ve optik geçirgenlikleri farklı nanotel yoğunlukları için belirlenmiştir. Üretilen cihazların tepkileri yüksek, tepki süreleri ise oldukça kısadır(<10 milisaniye). Ayrıca üretilen cihazlar esnek ve görünür ışık tayfında da şeffaftır. Fotovoltaik teknoloji, enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesinde ümit vadeden bir teknoloji olmakla birlikte fosil yakıt temelli enerji üretim teknolojileriyle rekabet edebilmesi için fotovoltaik maliyetinin düşürülmesi gerekmektedir. Bu nedenle paradigma değişikliği sağlayabilecek inovatif teknolojiler ve tasarımlar yüksek derecede ilgi görmektedir. Plazmon etkilerin farklı güneş pili teknolojilerinde performansı artırabileceği yaygın kabul görmektedir. Günümüzde ticari olarak kullanımı yaygın veya araştırma konusu olan tüm inorganik fotovoltaik teknolojilerde (Silisyum, inorganik ince film, CIS/CIGS, CdSe, çoklu eklem güneş pilleri gibi) bir yarıiletken malzeme foton emici aktif katman olarak kullanılır. Yarıiletken kullanılmayan fotovoltaik aygıtlarda enerji dönüşümü mümkün olabilirse, güneş pili maliyetlerinin önemli ölçüde azalması öngörülebilir. Yarıiletkensiz fotovoltaik aygıtlar paradigma değişimine neden olabilecek potansiyele sahip olabilirler. 4

19 Piko-projektörler ve yeni uygulamaları Prof. Dr. Hakan Ürey Ü v s s, d s Kırmızı, yeşil, ve mavi diyot lazer ve 2-eksenli bir tarayıcı ayna yardımı ile yüksek çözünürlükte bir projektör yapmak artık oldukça kolaylaşmıştır. Lazer teknolojilerindeki gelişmeler ve grubumuzda geliştirilen MEMS tarayıcılar sayesinde böyle bir sistem yaklaşık küp şeker boyutunda bir hacme sığdırılabilmektedir ve cep telefonuna entegre edilebilecek kadar küçülmüştür. Bu sunumda bahsedeceğimiz konular: Yeni geliştirdiğimiz Piezo-elektrik lazer tarayıcılar; araba, uçak, ve geleceğin sınıflarında kullanılabilecek özel ekranlar; karışık polarizasyon kullanarak 3-boyutlu projeksiyon sistemi; ve piko-projektör ile oyun konsolu. MORBIDOSTAT: Antibiyotik direncine sebep olan genetik yollar, 1TL'den ucuza mal olan LED lambalarla nasıl tespit edilebilir? Erdal Toprak Ü v s s erdaltoprak@sabanciuniv.edu Antibiyotiklere karşı bakterilerin direnç kazanmaları sebebiyle bakteri kaynaklı bulaşıcı hastalıkların tedavisinde geçmişte etkili olan birçok antibakteriyel ilaç artık kullanılmaz hale gelmiştir. Bu sebepten, günümüzde bulaşıcı hastalıkların tedavisi zorlaşmış, uzayan tedavi süreleri sebebiyle insan hayat kalitesinde düşmeler, ekonomik kayıplar ve hatta ölümler sıklıkla gözlenir olmuştur. Antibiyotik dirençli bakteriler sebebiyle meydana çıkan bu ciddi sorunların çözümü için yeni antibiyotiklere veya mevcut antibiyotiklerin daha etkin kullanımını mümkün kılacak tedavi stratejilerinin geliştirilmesine şiddetle ihtiyaç vardır. Her iki muhtemel çözüm yolu için de antibiyotik direncini zaman içinde arttıran sebeplerin hem bakteri popülasyonları hem de moleküler düzeyde anlaşılması gerekmektedir. Bu sunumda, bu ihtiyacı gidermeye yardımcı olabilmek için geliştirdiğimiz ve Morbidostat adını verdiğimiz cihaz ile yaptığımız deneysel çalışmalar anlatılacaktır. Bakterilerin büyüme hızlarını 940nm dalga boyunda ışık yayan ve 1 TL den az maliyeti olan LED lambalardan faydalanarak büyük hassasiyetle ölçebilen bu cihaz sayesinde, bakterilerin değişik antibiyotiklere dirençlerini binlerce kat artıran genetik değişiklikler tespit edilmiştir. Direnç kazanan değişik bakteri kültürlerinde tespit ettiğimiz genetik değişikliklerdeki benzerlikler, bundan sonra etkin tedavi metotları veya yeni antimikrobiyal ilaçlar geliştirmeyi hedefleyen bilimsel çalışmalarda yol gösterici olacaktır. Kaynak: Erdal Toprak, Adrian Veres, Jean-Baptiste Michel, Remy Chait, Daniel L. Hartl, Roy Kishony, Evolutionary paths to strong antibiotic resistance under dynamically sustained drug stress, Nature Genetics, 2012, DOI: /ng

20 Kızıl Ötesi Sinyal İşlemeden Optik Antenlere Silisyum Tabanlı Fotonik Sistemler Özdal Boyraz 1,2, Filippo Capolino 2, Yuewang Huang 2, Salvatore Scampione 2 ve Caner Guclu 2 oboyraz@sehir.edu.tr 1 s u Ş Ü v s s, s u 2 University of California, Irvine FOTONİK 2012 Bu konuşmada silisyum fotoniği üzerine yapılan son çalışmalar hakkında özet bilgi sunulacaktır. Elektronik ve fotoniği bir arada barındırabilme özelliği silisyum fotoniğine olan ilgiyi oldukça artırmıştır. Özellikle muhtemel opto-elektronik entegrasyonu yıllardır araştırılan düşük maliyetli fotonik sistemlere imkan tanıyacaktır. İlgi duyulan alanlar optik sinyal üretiminden bu sinyalin iletimine ve işlenmesine kadar değişmektedir. University of California ekibi olarak biz çalışmalarımızı daha çok optik sinyal işleme, optik antenler ve de mid-infrared sinyal dönüştürücüleri üzerine yoğunlaştırmaktayız. Mid-İnfrared dalgaboyları daha çok askeri uygulamalar, güdümlü füze denetimi ve etkisizleştirmesi, biyomedikal görüntüleme ve optik sensörler alanlarında etkin bir şekilde kullanılmaktadır [1-5]. Genellikle bu tür uygulamalar açık ortamlarda gerçekleştirilmekte ve bu sistemlerin dalga kılavuzları içerisine taşınması ve miniaturize edilmesi oldukça istenen bir özelliktir. Fakat bilinen dalga kılavuzlarının genellikle bu dalga boylarında kayıpları oldukça yüksektir. Ayrıca bud alga boylarında sinyal üretimi ve bu sinyallerin algılanması oldukça masraflı çoğu zaman sıvı nıtrojen ile soğutulması gerekmektedir. Bizim çalışmalarımız optik haberleşme teknolojisi ile mid-infrared teknolojisini birbirne uyumlu hale getirmek ve düşük dalgaboylarındaki gelişmiş teknolojiyi mid-infrared için uyumlu hale getirmeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle yaptığımız çalışmalar 4μm ile 1.55μm arasında frekans band çevrimini amaçlamaktadır. Bu sunumda yapılan dalga kılavuzu dizaynları, teorik ve deneysel sonuçlar anlatılıcaktır, Şekil. 1 [6]. Ayrıca özellikle algılama tarafında bu tür frekans çeviricilerinin sistem performanı açısından getireceği kazançlar sunulacaktır. Sekil 1. ( ) s d 4.5μ s d s p f s d v. (b) Degisik pump dalga. Sunumun ikinci kısmı optik antenler ve optik ışın şekillendirme üzerine yoğunlaşacaktır. Optik antenler optik cihazların verimliliğini artırmada, ışın dekillendirmede, optik algılamada ve görüntülemede yayın olarak kullanılmaktadır [7-14]. Genellikle optik antenler ya dielektrik malzeme ile yada yarı iletken malzeme ile üretilmektedir. İki malzemenin karstığı durumlarda ise aktif yarı iletken malzeme üzerine yerlsetrilımış dielektrik şekiller kullanılmaktadır. Biz çalışmalarımızda daha çok dielektrik malzeme üzerine yerleştirilmiş periyodik yarı iletken malzemeler üzerine yoğunlaşmaktayız, Şekil 2. Özellikle bu yarıiletken kısmında oluşacak electron-hole derişimi ile bu antenlerde değişkenik ve elektronik kontrol ihtimalleri araştırılmaktadır. Bu sunumda dışayn kriterleri, elde edilen ışın şekilleri, ve de elektronik kontrol teknikleri anlatılacaktır. 6 Şekil 2. Tasarlanan optik antenlerin 2 boyutlu gosterimi. Bu Projeler DARPA Young Faculty Award (Grant No. N ) ve NSF Award # ECCS tarafindan desteklenmistir.

21 Referanslar: [1] Martini, R.; Bethea, C.; Capasso, F.; Gmachl, C.; Paiella, R.; Whittaker, E.A.; Hwang, H.Y.; Sivco, D.L.; Baillargeon, J.N.; Cho, A.Y.;,"Free-space optikal transmission of multimedia satellite data streams using mid-infrared quantum cascade lasers," Electronics Letters, vol.38, no.4, pp , 14 Feb 2002 [2] Yury A. Bakhirkin, Anatoliy A. Kosterev, Chad Roller, Robert F. Curl, and Frank K. Tittel, "Mid-Infrared Quantum Cascade Laser Based Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy for Biogenic Nitric Oxide Detection," Appl. Opt. 43, (2004) [3] Worrell, C.A.; Giles, I.P.; Adatia, N.A.;, "Remote gas sensing with mid-infra-red hollow waveguide," Electronics Letters, vol.28, no.7, pp , 26 March 1992 [4] Albert Schliesser, Markus Brehm, Fritz Keilmann, and Daniel van der Weide, "Frequency-comb infrared spectrometer for rapid, remote chemical sensing," Opt. Express 13, (2005) [5]D. H. Titterton, Development of Infrared Countermeasure Technology and Systems Midinfrared Semiconductor Optoelectronics, Springer Series in Optikal Sciences, 2006, Volume 118/2006, , DOI: / _20. [6] E-K Tien, Y. Huang, S. Gao, Q. Song, F. Qian, S. K. Kalyoncu, and O. Boyraz, Discrete parametric band conversion in silicon for mid-infrared applications, Opt. Express 18, (2010). [7] P. Ghenuche, S. Cherukulappurath, T. H. Taminiau, N. F. van Hulst, and R. Quidant, Spectroscopic mode mapping of resonant plasmon nanoantennas, Phys. Rev. Lett. 101, (2008). [8] R. L. Olmon, P. M. Krenz, A. C. Jones, G. D. Boreman, and M. B. Raschke, Near-field imaging of optikal antenna modes in the mid-infrared, Opt. Express 16, (2008). [9] Q. Song, F. Qian, E. K. Tien, I. Tomov, J. Meyer, X. Z. Sang, and O. Boyraz, Imaging by silicon on insulator waveguides," Appl. Phys. Lett. 94, (2009). Bir Laser Mühendisliği Sorusu: Bir Komando Kaç Kilo Heisenberg Belirsizliği Taşıyabilir? Kuthan Yelen ASELSAN Endüstriyel ürün olarak laser cihazlarının tasarımı; uygulamalı fiziğin,malzeme bilimlerinin Ve birden çok mühendislik alanın el ele vermesini gerektirmektedir. Bu nedenle, genel olarak fotonik mühendisliği, özel olarak da laser mühendisliği, geleneksel mühendislik kollarından farkı olarak temel araştırmalara çok yakın hatta iç içe bir yerde bulunmaktadır. Ürün amaçlı olarak laser tasarlayıp üreten ekipler, müşterilerin ihtiyaçlarını mühendislik parametrelerine tercümeden daha ileri giderek bunları temel bilimsel kavramlarla değerlendirmek hatta gerektiğinde uygulamalı bilimsel çalışmalar yaparak doğaya dair yeni modeller üretmek zorundadırlar. Benzer şekilde temel çalışmaları yakından takip edip sonuçlarını mühendislik gözüyle değerlendirebilen ekipler daha üstün ürünler tasarlamada ve üretmede, diğer mühendislik dallarında olduğundan çok daha fazla bir farkla öne geçmektedirler. Sunumun amacı, laserler konusunda uzman olmayan dinleyiciler için bu cihazların tasarımındaki temel bilim ve mühendislik örgüsüne ışık tutmak, bir cihaz içerisinde eş zamanlı yer alan fiziksel olaylar arası etkileşime ve bunları inceleyen farklı disiplinlerin birbiriyle olan iletişim ihtiyacına değinmektir. Ürün uygulama isterleri ile temel tasarım problemleri arasındaki ilişki örneklendirilecektir. Fotoniğin farklı alanlarından dinleyicilerin kendi konuları ile laser cihaz üretimi arasındaki örtüşmeleri tespit etmeleri umulmaktadır. 7

22 LAZER OLUŞTURMALI PLAZMA SPEKTROSKOPİSİ VE UYGULAMA ALANLARI Şerife H. Yalçın Y s j s s, s, ö, Urla- -Turkey Lazer-Oluşturmalı Plazma Spektroskopisi, (LIBS)1-3, yüksek şiddette (>1-10 MWatt/cm 2 ) puls lazer kaynağının analiz edilecek yüzeyde odaklanması sonucunda yüksek sıcaklıklarda, ( K), plazma oluşturulması temeline dayanan bir atomik emisyon spektroskopisi tekniğidir. Oluşan plazmadaki uyarılmış iyon ve atomların optik emisyonları bir spektrograf ve ona bağlı yük eşleşmeli (CCD) detektörler ile tayin edilerek örneğin elemental bileşimi hakkında nitel ve nicel bilgi edinilir. LIBS ile analiz edilecek maddelerin cinsi ve çeşidinde bir sınır yoktur. Katı, sıvı, gaz, aerosol, iletken, yarı iletken, yalıtkan, seramik gibi çeşitli maddelerin analizi bir kaç mikron yarıçapında odaklanabilen lazer ışını ile lazerin optiksel ulaşımının sağlanabildiği her yerde mümkündür. LIBS hız, kolaylık, taşınabilirlik, yerinde ve uzaktan çoklu element analizi gibi özelliklerinin sağladığı avantajlarla kullanım alanlarını son yıllarda artan bir şekilde genişletmekte ve değişik uygulamalarda aktif bir şekilde kullanılmaktadır. Endüstride sıvı çeliğin kontrolü, tarihi ve sanat eserlerinin yerinde analizi, geolojik örneklerin analizi, diş, kemik, kan ve saç gibi biyolojik örneklerin analizi ve nükleer endüstride kullanımı LIBS'in çeşitli uygulamalarından bazılarıdır. Sunum, İYTE LIBS laboratuarında tekniğin analitik kapasitesinin geliştirilmesi yolunda yapılan çalışmalardan bazı örnekleri içermektedir. Kaynaklar: [1] D.A. Cremers, L.J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, Wiley, [2] W. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter (Eds.), Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications, Cambridge University Press, [3] L.J. Radziemski, D.A. Cremers, Laser-Induced Plasmas and Applications, Marcel Dekker, New York, Dalgaboyu ayarlanabilir, verimli, kompakt ve ekonomik Cr:Colquiriite lazerleri Ümit Demirbas U us s Ü v s s, v d s ö, Dalgaboyu genis bir aralıkta ayarlanabilen sürekli-dalga (continuous-wave, cw) ve mod-kilitli (mode-locked) femtosaniye lazerler birçok bilimsel ve teknolojik uygulamalar için caziptirler. Bu lazer kaynakları diyotlarla doğrudan pompalanabiliniyorsa, çoğu zaman bu düsük maliyet, yüksek elektrikten optiğe dönüsüm etkinliği, kompaktlık (düsük ağırlık ve hacim), düsük lazer gürültü düzeyi ve azalan soğutma gereksinimleri gibi ek avantajlar sağlar. Bu nedenle, optik spektrumun farklı bölgelerinde genis aralıklarda dalgaboyu ayarlanabilir, doğrudan diyot pompalı cw ve femtosaniye lazer kaynaklarını gelistirmek için bilim dünyasında çalışmalar yoğun olarak devam etmektedir. Diyot pompalı katı hal lazer malzemeleri arasında Ti: Sapphire en genis kazanç bant genisliğine sahiptir. Bu genis kazanç bandı Ti:Sapphire lazerlerinin dalgaboyunun nm aralığında serbestçe seçilebilmesine izin verir. Ancak, Ti:Sapphire lazerini verimli sekilde uyarabilecek 530 nm civarında yüksek güçlü diyot lazerler henüz gelistirilemediği için, günümüzde Ti:Sapphire lazerleri çoğunlukla yüksek güçlü frekans-katlamalı neodyum ve iterbiyum lazerleri ile pompalanmaktadır. Ne yazık ki, bu geleneksel pompa kaynakları oldukça pahalı, hantal ve elektrikçe verimsizdir ve bu durum Ti:Sapphire lazer sistemlerinin yaygın kullanımı oldukça sınırlanmakta ve bir çok bilimsel ve teknolojik alanda gelişmeleri yavaslatmaktadır. Ti:Sapphire lazerlerine en umut verici alternatif Cr3+ katkılı colquiriite lazer malzemeleridir (Cr: LiSAF, Cr: LiCAF, Cr: LiSGaF, Cr: LiSCAF ve LiChrom). Bu malzemeler 1980 lerden beri bilim camiasının yoğun ilgisini çekmektedir. Bu ilginin sebebi Cr:Colquiriite lazer malzemelerinin: (i) ucuz diyotlarla pompalamaya izin veren 630 nm civarında genis ve güçlü soğurma bantlarına sahip olmaları, (ii) 800 nm civarında geniş emisyon bantlarına sahip olmaları, ve (iii) spektroskopik özelliklerinin kuantum verimine yakin lazerlerin yapımına izin vermesidir. Bu konusmamızda Cr:Colquiriite lazerlerinin gelistirilmesi ve çesitli bilimsel ve teknolojik alanlarda kullanımı üzerine son yıllarda yaptığımız çalısmaları özetleyeceğiz. 8

23 POSTER BİLDİRİ ÖZETLERİ 9

24 10

25 FOTONİK BURUN KULLANILARAK ALKOL-SU KARIŞIMLARININ ANALİZİ A. Yildirim 1,2, F.E. Öztürk 1,2, M. Bayındır 1,2,3 1 UNAM- U us N j, Ü v s s, 2 v N j s s, Ü v s s, 3 ö, Ü v s s, ademy@bilkent.edu.tr Elektronik burun sistemleri canlılardaki burun yapısında olduğu gibi pek çok sensör elemanından elde ettiği verileri kullanarak koku tayini yapabilmektedir [1]. Elektronik burun sistemlerinin yaygın olarak kullanılabilmeleri için hassasiyet, seçicilik, tekrar kullanılabilirlik ve çabuk tepki zamanı gibi sensör parametrelerini düşük bir maliyetle sağlamaları gerekmektedir. Ancak bugün kullanılmakta olan elektronik burun sistemleri bazı parametrelerde başarılı olsalar da basit, düşük maliyetli ve yukarıda sıralanan özelliklerin hepsini sağlayan elektronik burun sistemleri elde edilememiştir [2,3]. Grubumuzda yakın zamanda gerçekleştirdiğimiz çalışmalarda, ortası boş, nano yapılı [4] fotonik kristal fiber dizisi (fotonik burun) kullanarak uçucu organik bileşikleri birbirlerinden ayırabilen yeni bir optoelektronik yapay burun gösterilmiştir. Fotonik kristal fiber dizisi, değişik dalga boylarındaki kızıl-ötesi ışığı ileten fiberlerin, çok çeşitli kimyasalların kızıl-ötesi soğurma bantları göz önüne alınarak seçilmesiyle oluşturulmuştur. Uçucu organik birleşik fiber dizisinden geçirildiği zaman eğer kimyasalın soğurma bantları ile fiberin iletim band ile çakışıyorsa, fiberin ilettiği ışığın şiddetinde bir düşmeye sebep olmaktadır. Fiber dizisindeki fiberlerin bazısında bu düşme olurken bazılarında olmamaktadır. Her analit için bu düşme değerlerinin incelenmesi ile 6 fiber kullanılarak 10 kimyasalın başarılı bir şekilde ayırt edilebildiği deneysel olarak gösterilmiştir [5]. Ayrıca deneysel veriler incelenerek yapılan simülasyonlar ile 25 fiber kullanılarak 100 kimyasalın ayırt edilebildiğini göstermiştir [6]. Bu çalışmada ise, fotonik burun sistemi kullanılarak ikili ve üçlü karışımların ayrılabileceği gösterilmiştir. Çalışılacak sistem olarak metanol ve etanolün sulu karışımları, bu iki karışımın birbirinin yerine kullanılmasının insan sağlığını tehdit eden bir durum olmasından dolayı tercih edilmiştir. Çalışmada, öncelikle kimyasal olarak birbirine çok benzer iki alkol olan etanol ve metanolün değişik yüzdeli sulu karışımları hazırlanmış ve sadece 3 fiberden oluşan bir fotonik burun sisteminin bu karışımları rahatlıkla ayırt edebileceği gösterilmiştir. Ayrıca fotonik burun sistemi sulu karışımlardaki alkol yüzdesini belirleyebilmektedir. Daha da önemlisi fotonik burun sistemi bu iki alkolün aynı anda bulundukları sulu çözeltileri de (üçlü karışım) rahatlıkla ayırt edebilmektedir. Bu çalışmada hazırlanan elektronik burun sisteminin daha önce hazırlanan çoğu elektronik burun ve gaz sensörü sistemlerinin aksine su buharından etkilenmediği, dolayısıyla havadaki nem oranından bağımsız olarak çalışabileceği gösterilmiştir. Ayrıca fotonik burun sisteminin tekrar kullanılabilirliği fiberlerin içerisinden azot gazı geçirilip temizlenmesi ile gösterilmiştir. Bu şekilde yapılan çok sayıda ölçümde fotonik burunun yüksek güvenilirliği ve tekrarlanabilirliği gösterilmiştir (ölçümlerdeki standart sapma değeri %1 civarındadır). Hazırlanan fotonik burun sisteminin yüksek seçiciliğinin olması, hızlı ve tekrarlanabilir ölçüm yapabilmesi ve taşınabilir olması bu yapay burun sistemini burada gösterilen uygulama dışında, yiyeceklerin tazeliğinin belirlenmesinden, nefesten hastalık teşhisine kadar pek çok uygulama için cazip hale getirmektedir. Şekil 1. u u u v su u u p s. ( ) %40 ö s, ( ) %40 ö s. v d ö, v d s f d s ös d. Ş d s u du u d f d ö d. f dd d d f d. Anahtar kelimeler: Elektronik burun, kimyasal sensörler, fotonik kristal fiberler. Kaynakça: [1] M. Zarzo, The sense of smell: molecular basis of odorant recognition, Biol. Rev., vol. 82, page 455, (2007). 11

26 [2] S. H. Lim, L. Feng, J. W. Kemling, C. J. Musto and K. A. Suslick, An optoelectronic nose for the detection of toxic gases, Nature Chem., vol. 1, page 562, (2009). [3] L. D. Bonifacio, D. P. Puzzo, S. Breslav, B. M. Willey, A. McGeer and G. A. Ozin, Towards the Photonic Nose: A Novel Platform for Molecule and Bacteria Identification, Adv. Mater., vol. 22, page 1351, (2010). [4] A. F. Abouraddy, M. Bayindir, G. Benoit, S. D. Hart, K. Kuriki, N. Orf, O. Shapira, F. Sorin, B. Temelkuran and Y. Fink, Towards multimaterial multifunctional fibres that see, hear, sense and communicate, Nature Mat. vol. 6, page 336, (2007). [5] A. Yildirim, M. Vural, M. Yaman, M. Bayindir, Bioinspired Optoelectronic Nose with Nanostructured Wavelength-Scalable Hollow-Core Infrared Fibers Adv. Mater., vol. 23, page 1263, (2011). [6] M. Yaman, A. Yildirim, M. Kanik, T. C. Cinkara, M. Bayindir, High Selectivity Boolean Olfaction Using Wavelength-Scalable Hollow Core Bragg Fibers, Anal. Chem., vol. 84, page 83, (2012). Transfer of spin squeezing and particle entanglement between atoms and photons in coupled cavities via two-photon exchange 1 Ali Ü. C. Hardal, Özgür E.Müstecaplıoğlu D p f s s, U v s,, Istanbul, 34450, Turkey ahardal@ku.edu.tr We consider a system of two optical cavities coupled via two-photon exchange 2. Each cavity contains a single atom interacting with cavity photons with a two-photon cascade transition. Characterizing both particle entanglement and spin squeezing by optimal spin squeezing inequalities, we examine their transfers between photonic and atomic subsystems for initially separable and entangled two-photon cases. It is observed that particle entanglement is first generated among the photons and then transferred to the atoms. The inter-cavity two-axis twisting spin squeezing interaction, induced by twophoton exchange, is revealed itself as engendering physical mechanism. The effect of the local atom-photon interactions on the trasfer of spin squeezing and entanglement is pointed out by being compared with the non-local two-photon exchange. Keywords: spin squeezing, entanglement, cavity QED, multiphoton processes Kaynaklar [1] A. Ü. C. Hardal, Ö. E. Müstecaplıoğlu, J. Opt. Soc. Am. B 29, (2012) [2] M. Alexanian, Phys. Rev. A 83, (2011) 12

27 Fiber Lazer Sistemler için Kaynaşık Fiber Bileşen Üretimi Önder Akçaalan* ve F. Ömer Ilday ö, Ü v s s, 06800,, akcaalan@bilkent.edu.tr Fiber lazerlerin malzeme işleme, işaretleme, kesme, delme ve kaynak yapma gibi alanlarda kullanılabilmesi, fiber lazer sistemlerin üzerine olan ilgiyi oldukça artırmıştır. Bu lazerler ideale yakın kalitede demet, yüksek verimlilik, yüksek güç, küçük boyut ve düşük maliyet gibi birçok özellik sayılabilir. Sürekli dalga lazerleriyle multi-kw güç değerlerine ulaşılmıştır [1]. Yüksek tepe enerjilere sahip atımlı lazerler de hızla geliştirilmektedir [2]. Fiber lazerlerin avantajlarının başında fiberde tümleşik, dolayısıyla optik ayar gerektirmeyen, çalışma kararlılığı yüksek yapısı gelmektedir. Daha yüksek enerjilere ulaşılmasında en kritik adımlardan biri tümleşik fiber bileşen teknolojisidir: pompa birleştirici, ayırıcı, fiber ek (fiber splicing) teknikleri, çıkış fiber adaptörü, vb. Bileşenler üretilirken kullanılan başlıca methodlar; hizalama, tapering, kesim ve fiber ekidir (splice). Bu çalışmada, kaynaşık (fused) lazer bileşenlerden pompa birleştiricinin ve çıkış fiber adaptörünün deneysel sonuçları incelenmiştir. Bildiğimiz kadarıyla çıkış fiber adaptör ile rekor seviyesinde tepe gücü başarıyla taşınmıştır. bölümünün içinde birleştirmeyi amaçlayan bileşendir (Şekil 1-b). Dünyada sadece birkaç firma tarafından üretilebilen bu bileşen, bildiğimiz kadarıyla, Türkiye de üretilen ilk pompa birleştiricidir. Yapılan deneylerde sinyal ve pompa geçirgenliğinde %90 seviyelerine ulaşılmıştır (Şekil 2). Şekil 2: Ü v s s d 6+1 p p s u f d s ö s. 13 Şekil 1. ( ) Y s s s, ( ) p p [3], ( ) f f s p f. Yüksek güçlü lazerlerde sinyal, pompa diyot, pompa birleştirici ve iki kılıfa (double cladding, DC) sahip kazanç fiberleri kullanılır (Şekil 1-a). Pompa birleştirici, yüksek güçlü lazer sistemlerinde, birden fazla pompayı DC kazanç fiberinin (şekil 1-c) birinci kılıf Şekil 4: 125 µ s p Y - DC f v s f ö N v s f u u u u -180 µ, -350 µ. Yüksek tepe güçlü lazerlerde, ışık fiber dışına çıkarken çıktığı noktada tepe gücünden dolayı plazma oluşmakta ve bu yüzden fiber çıkışı hasar görebilmektedir [4]. Bu sorunu ışığın fiberi terk ettiği yüzey alanını genişleterek gidermek mümkündür. Bu da çıkış fiber adaptörü olarak adlandırılan, daha geniş yüzey alanına sahip nüvesiz fiber, çıkış fiberi ile kaynaştırılarak elde edilebilir (Şekil 4). 200 ps atım genişliğine ve 100 µj tepe enerjisine sahip tüm fiber entegre lazer sisteminde bu method uygulanmış [2] ve nüvesiz fiber

28 çıkışında yaklaşık 25 GW/cm 2 tepe şiddetine ulaşılmıştır. Bildiğimiz kadarıyla, bu tepe şiddeti rekor bir düzeydedir. Anahtar kelimeler: Pompa birleştirici, fiber kaynaştırma, fiber çıkış adaptörü, tapering. Kaynaklar [1] V. P. Gapontsev, Penetration of fiber lasers into industrial market, Proc. SPIE 6873, Fiber Lasers V: Technology, Systems, and Applications, ed. J. Broeng, et al., (2008). [2] H. Kalaycıoğlu, et al., 1 mj pulse bursts from a Yb-doped fiber amplifier, Opt. Letters, 37, 2586 (2012). [3] W. Baishi, Review of fabrication techniques for fused fiber components for fiber lasers, SPIE Photonic West 09, Fiber Lasers VI: Technology, Systems, and Applications (2009). [4] V. Arlee, Bulk and surface laser damage of silica by picosecond and nanosecond pulses at 1064 nm, Appl. Opt. 47, 4812 (2008). Hiperspektral Görüntüleme Sistemi Ve Uygulamaları Ali Can Karaca 1,2, Alp Ertürk 1,2, M. Kemal Güllü 2, Sarp Ertürk 2 1 Palsis Elektronik Optik Ltd. Ş i., Kocaeli Ü versitesi Tek p ö 2 Kocaeli Ü versitesi, Elektronik ve Habe me M endisl i, Umuttepe p s alican.karaca1@kocaeli.edu.tr Spektrometreler genellikle 2 boyutlu yüzeydeki bir noktanın optik spektrumunu ölçmek için kullanırken hiperspektral görüntüleme ile mekanik bir tarama yapısını ve elektronik bir kamerayı de sistem içine dahil ederek 2 boyutlu yüzey taranmakta ve bu yüzeye ait spektrumlar toplanarak görüntü haline getirilmektedir. Bu sayede hiperspektral görüntü küpü oluşturulmakta ve iki uzamsal koordinat ve farklı dalga boylarındaki spektral bantlar olmak üzere 3 boyutlu veri elde edilmektedir. Hiperspektral görüntüleme ile mor ötesi, görünür ve kızıl ötesi bölgelerinden yüzden fazla sayıda dar dalga boyu aralıklarında bant görüntüleri elde edilebilmektedir [1]. Bunun sonucunda farklı nesnelerin dalga boylarındaki yansıma karakteristikleri (imzaları) değerlendirilerek nesneler arası yüksek başarımlı ayrışım sağlamaktadır. Hiperspektral görüntüleme bu özellikleriyle savunma sanayisinde mayın tespiti ve askeri hedeflerin bulunması [2], atık maddeler, kağıt ve plastiklerin geri dönüşüm için ayrıştırılması [3] ve adli tıpta belgelerdeki sahteciliklerin bulunması [4] gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. 14 Bu konudaki deney ve çalışmalarımız Hiperspektral Görüntüleme Sistemi (HGS) ile gerçekleştirilmektedir. HGS, ışıklandırma, yürüyen bant ve görüntü alma donanımı olmak üzere üç alt sistemden oluşmaktadır. Görüntü alma donanımı, spektrometre ile geniş bir spektrumda yüksek kuantum verimliliği olan monokromatik bir kameradan oluşmaktadır. Monokromatik kamera 1392 x 1040 piksellik çözünürlükte ve 14 bit derinliğinde görüntü almaktadır. Spektrometre, nm arasındaki görünür ve yakın kızıl ötesi dalga boylarından 2.8 nm spektral çözünürlükle görüntü elde etmektedir. HGS, 30 µm'lik giriş yarığı üzerinden gelen ışığı optik sayesinde dalga boylarına ayrıştırarak monokromatik kamera algılayıcısı üzerine izdüşürmektedir.

29 Adli vakalardaki bulguların analizi bu sistem ile gerçekleştirilebilen uygulamalardan biridir [4]. Sistem sayesinde adli belgeler üzerindeki sonradan yapılan değişiklikler ile senet üzerindeki karalamalar kullanıcının yorumuna gerek kalmadan başarılı bir şekilde tespit edilmektedir. Örnek olarak, bir senet belgesi için RGB ve sonuç imgesi Şekil 1'de verilmiştir. Başta "1000" olarak yazılan senetteki para miktarı, farklı bir kalemle "17000" olarak, aynı şekilde başta " " tarihi de sonradan " " şeklinde değiştirilmiştir. Şekil 1'den de görüleceği gibi RGB görüntüde farkedilemeyen bu değişiklikler hiperspektral görüntüleme ve bu görüntü üzerine uygulanmış algoritmalarla tespit edilmiştir. Şekil 1. Sene Üzerinde Yap lan De ikliklerin HGS ile Bulunmas Anahtar Kelimeler: Hiperspektral görüntüleme sistemi, hiperspektral görüntülemenin uygulama alanları. Kaynaklar: [1] C.-I Chang, Hyperspectral Data Exploitation: theory and applications. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, [2] J. P. Ardouin, J. Lévesque, T. A. Rea, A Demonstration of hyperspectral image exploitation for military applications, 10th International Conference on Information Fusion, [3] S. Serranti, A. Gargiulo and G. Bonifazi, The Utilization of Hyperspectral Imaging for Impurities Detection in Secondary Plastics, The Open Waste Management Journal,2010. [4] A.C. Karaca, A. Ertürk, M.K. Güllü, M. Elmas, S. Ertürk, Hiperspektral Görüntüleme ile Adli Belgelerdeki Bulguların Analizi, 20. IEEE Sinyal İşleme ve İletişim Uygulamaları Kurultayı (SİU2012), Nisan Eşzamanlı Çoklu Tınlayan MEMS Çubuk Algılayıcıların Paralel Uyarlama Ve Okunması A. Mostafazadeh, S. Z. Lulec, C. Sagiroglu, E. Ermek 1, E. Timurdogan 2, Y. Leblebici 3 and H. Urey 1 1. U v s, Is u, UR Y 2. Massachusetts Institute of Technology, USA 3. É qu édé d L us, SWITZERLAND hurey@ku.edu.tr Bu çalışmada MEMS çubukların eşzamanlı tınlama frekansında tek bir manyetik bobin ile uyarlanması ve tek bir fotodedektörle okunması gösterilmiştir. Bu yöntem birden fazla hastalık teşhisi yapabilen taşınabilir cihaz üretimi için uygun bir yöntemdir. Sistemde çok ekonomik üretilebilen MEMS algılayıcı dizini kullanılmıştır. Çubuklar farklı tınlama frekanslarına sahip olduklarından eşzamanlı olarak tek bir elektronik okuma ve manyetik uyarlama devresi ile çalıştırılmıştır. MEMS çubuklar tek maskeli kolay bir yöntemle üretilmiş ve çubukların uç kısımlarında ızgara şeklinde kırınım çizgileri yapılmıştır. Çizgi şeklinde biçimlendirilmiş bir lazer ışını ile aydınlatılan çubukların okunması birinci kırınımların birleştiği noktada konulan tek bir fotodedektör ile yapılmıştır. Fotodedektörden alınan sinyal bir faz kaydırıcı ve geniş bantlı bir akım yükseltici ile manyetik uyarlayıcı bobine geri beslenmiştir. Bu çalışmada ilk kez ısıl gürültü ile çubukların titreşimleri ve eşzamanda tek bir devre ile yedi çubuğun kapalı devre tınlaşım frekanslarında uyarlanma ve okunması gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: mems, optik mems, manyetik uyarlama, tınlama, çoklu okuma, eşzamanlı optik okuma, kırınım, algılayıcı, bio algılayıcı. Kaynaklar: [1] Z. T. Lulec, C. Sagiroglu, A. Mostafazadeh, E. Ermek, E. Timurdogan, Y. Leblebici and H. Urey, Simultaneous self-sustained actuation and parallel readout with MEMS cantilever sensor array, MEMS 2012 IEEE Conf. Proc., pp [2] J. L. Arlett, E. B. Myers, and M. L. Roukes, Comparative advantages of mechanical biosensors,, Nature Nanotechnology, Vol. 6, pp , [3] N. Jalili, and K. Laxminarayana, A review of atomic force microscopy imaging systems: application to molecular metrology and biological sciences,, Mechatronics, Vol. 14,, pp ,

30 [4] D. Ham, and A. Hajimiri, Virtual damping and Einstein relation in oscillators,, Journal of Solid-State Circuits, Vol. 38, pp , [5] M. Kageshima, T. Chikamoto, T. Ogawa,Y. Hirata, T. Inoue, Y. Naitoh, Y. Li, Y. Sugawara, Development of atomic force microscope with wide-band magnetic excitation for study of soft matter dynamics, Rev. Sci. Instrum. Vol. 80, , [6] H. Urey, E. Timurdogan, E. Ermek, I. H. Kavakli, and B. E. Alaca, MEMS biosensor for parallel and highly sensitive and specific detection of hepatitis,, MEMS 2011 IEEE Conf., pp , [7] M. Basso, P. Paoletti, B. Tiribilli and M. Vassalli, Modeling and analysis of auto-tapping AFM, IEEE Decision and Control Conf., Vol. 19, pp , [8] E. Timurdogan, B. E. Alaca, I. H. Kavakli, and H. Urey, "MEMS biosensor for detection of Hepatitis A and C viruses in serum",, Biosensors and Bioelectronics, Vol. 28, pp , [9] A. Ozturk, H. I. Ocakli, N. Ozber, H. Urey, I. H. Kavakli, and B. E. Alaca, A magnetically actuated resonant mass sensor with integrated optical readout,, IEEE Photonics Technol. Lett., Vol. 20, pp , [10] E. Timurdogan, and H. Urey, Ferromagnetic thin film cantilevers for sensor arrays,, EMSA 2010, Turkey, July [11] M. Basso, P. Paoletti, B. Tiribilli and M. Vassalli, Modelling and analysis of autonomous micro-cantilever oscillations,, Nanotechnology, Vol. 19, PLC CONTROLLING AND APPLICATIONS IN OPTICAL SYSTEMS Ferit ARTKIN 1, Necati Fevzi ECEVIT 2 1 Kocaeli University, Gebze Vocational School, 41800, Hereke 2 Gebze Institute of Technology, Physics Department, 41400, Gebze, Kocaeli 1 artkinf@yahoo.com, 2 fnecati@gyte.edu.tr Industrial automation and automatic control systems endowed with modern technology are the basis of today s industry. It is programmable devices which provide flexibility to these systems. These devices are called Programmable Logic Controllers (PLCs). Nowadays, PLCs are used in almost all areas of industry; particularly in fabrication and control processes with no single touch of a human hand. Some of their areas of usage are such as power distribution systems, sophisticated factories automation, conveyors, engine-speed controllers, process controls (PID applications, controlling physical parameters), and collecting, reviewing and operating data. PLC based automation systems have many advantages compared to PC controlled relay systems. Due to these reasons, PLCs find considerably wide application areas for themselves. Keywords: PLC Control, Optical Measurement Systems, Industrial applications of PLCs, Automation References: [1] Doç Dr. PASTACI Halit, Elektrik ve Elektronik Ölçmeler, Y.T.U., 1992 [2] Tetsuya OKUBO, Kahraman Öne, Ardışık Kontrol Teknolojisi, MEB-JICA, Izmir, Agust, [3] Prof.Dr. ULGUR M.Munir, I.T.U. Otomatik Kontrol Sistemleri Ders Notları, I.T.U., [4] KUO Benjamin C., Automatic Control Systems, Prentace Hall, [5] Prof.Dr. SARIOĞLU M.Kemal, Otomatic Kontrol I, Birsen Yayınevi, [6] PARR E.A., Endüstriyel Kontrol El Kitabı, Cilt I-II, MEB, [7] KINGHAM Edward G., Radnai Rudolf, Otomatik Cihazlar ve Ölçme Sistemleri, [8] MUTLUGUN Vedat, Otomatik Kumanda Seminer Notları, Haydarpaşa Anadolu Teknik Lisesi, Otomatik Kumanda Bölümü, Istanbul. 16

31 Malzeme işleme için 25-W, 75-ns tümleşik fiber lazer Y. Ozan Aydın 1,*, Koray Eken 1, F. Ömer İlday 2 FiberLAST,.Ş., Ankara, T rkiye 2 Fizik Böl m, Bilkent Ü iversitesi, Ankara, T rkiye *aydin@fiberlast.com.tr kuvvetlendirilmesinden oluşmaktadır. MOPA mimarisi sayesinde atım uzunluğu, tekrar frekansı ve güç miktarı, Q-anahtarlamalı lazerlerden farklı olarak, birbirinden bağımsız olarak ayarlanabilmektedir. Demet kalitesi kırınım limitli olup, tipik olarak M 2 < 1,2 ölçülmektedir. Bu sistem bildiğimiz kadarıyla, MOPA mimarisinde oluşturulan ilk ticari tümleşik fiber lazerdir. Fiber lazerler küçük ebat, yüksek ışın kalitesi, yüksek verimlilik, su ile soğutma gerektirmemek gibi önemli pratik avantajlara sahiptir ve daha iyi fiber lazerlerin geliştirilmesi yönünde dünya genelinde büyük ilgi ve yoğun aktivite vardır [1]. Ancak bu lazerlerin araştırma laboratuvarları dışında, endüstriyel ve bilimsel uygulamalarda kullanılması fiberde tümleşik (all-fiber), dolayısıyla optomekanik ayarlama gerektirmeyen (misalignment free) mimari gerektirmektedir. Malzeme işlemede kullanılan ve ticari olarak geliştirilmiş nanosaniye atımlı fiber lazerlerin neredeyse tamamı Q-anahtarlamalı sistemlerdir. Q- anahtarlama mekanizmasında, tekrar frekansı, atım enerjisi ve atım uzunluğu birbirine yakından bağlı olup, malzeme ile işlemede büyük öneme sahip bu parametreler serbestçe ayarlanamamaktadır. Atım enerjisinin (yüksek ışın demeti kalitesi için) mj aralığında tutarak, tekrar frekansı işleme hızını belirlediğinden, yüksek ortalama gücü hedeflemek en iyi sonucu vermektedir [2]. Fiberde tümleşik nanosaniye atımlı lazerlerde 150 W a kadar yükselen ortalama güçler rapor edilmiştir [3], ancak malzeme ile etkileşimini belirleyen tepe güç (<1 kw) ve atım enerjisi olup, bu sistemlerde yetersiz kalmaktadır. Yüksek enerjili (1 mj) ve yüksek tepe güçlü (0,5 MW) tümleşik fiber lazerler de geliştirilmiştir [4], ancak Hz tekrar frekansında çalışan bu sistemler için, Yb uyarılmış seviye ömrünün ~1 ms olduğu düşünülürse, enerjinin büyük kısmının kendiliğinden yükseltilmiş ışıma (amplified spontaneous emission, ASE) olarak atımlar arasında çıkıyor olması kuvvetle muhtemeldir. Ek olarak, bu sistemlerin güçleri mw seviyesinde olup, malzeme işlemede kullanıma uygun değildir. Dolayısıyla, hem yüksek enerjili, hem yüksek tekrar frekanslı (yüksek ortalama güçte), tamamen fiberde tümleşik, lazer parametreleri birbirinden bağımsız ayarlanabilen, demet kalitesi kırınım limitinde (diffraction limited) lazer sistemlerine ihtiyaç devam etmektedir. Biz bu çalışmada, 25 W ortalama güce, 6 kw tepe güce sahip, tamamı fiberde tümleşik, 1 µm dalgaboyunda, iterbiyum (Yb) katkılı fiber lazer sistemi geliştirdik. Bu sistem, master-oscillator power- amplifier (MOPA) mimarisinde olup, elektronik olarak sürdüğümüz bir diyottan üretilen atımları bir dizi fiber yükselteç aracılığıyla Sistem mimari Şekil 1 de özetlenmektedir nm dalgaboyunda lazer diyottan elde edilen ~70 ns veya daha uzun atımlar Yb-katkılı fiber yükselteçler ile 1 W a, ardından 25 W a çıkartılmaktadır. Tüm sistem fiberde tümleşik olup, 1,5 m uzunluğundaki hedefe taşıma fiberini (beam delivery fiber) takip eden elden yalıtıcılıkoşutlayıcıdan çıkış elde edilmektedir. Sistem çok aşamalı mimarisi ve özel tasarım önlemleri sonucu ASE olmaksızın (<%1 den daha az miktarda) çalışmakta ve %60 dan fazla optik verimlilik göstermektedir (Şekil 2). Tepe güç değeri, mevcut taşıma fiberi uzunlukları için, 6 kw ile Raman saçılması etkisi nedeniyle limitlidir. Daha kısa taşıma fiberi kullanılması ya da Stokes dalgaboylarına daha yüksek oranda enerjinin aktarılmasının engel teşkil etmeyeceği uygulamalar için bu seviye daha da arttırılabilmektedir. Yine MOPA mimarisi sayesinde lazer sistemi Q-anahtarlamalı lazerlere göre daha düşük salınımlara (atımdan atıma enerji ve atım süresindeki değişiklikler) sahiptir. Yüksek kararlılık ve ışın demeti kalitesi (Şekil 3), malzeme işlemede tekrarlanabilirliğin ve tekdüzeliğinin yüksek olmasını sağlamaktadır. Sistem mimarisinde kullanılan aktif ve pasif fiber nüve (core) çaplarının küçük tutulması ve özel optimize edilmiş fiber ekleriyle (splices) demet kalitesinin yüksek olması sayesinde ticari lazer sistemlerine göre daha iyi odaklanma sağlanmaktadır. Malzeme ile etkileşimi belirleyen alana düşen güç yani şiddet (intensity) olduğundan, daha az güç ile malzemenin etkin olarak işlenmesini sağlamaktadır. 17

32 Şekil 1: Sistem mimarisini gösteren basitle tirilm ema. a) b) Şekil 3: ( ) ² ö m sonu r, (b) profili karakterizasyonu. Anahtar kelimeler: nanosaniye a lazer, fiber lazer, lazer malzeme i leme Kaynaklar: [1] D. J. Richardson, J. Nilsson, W. A. Clarkson, J. Opt. Soc. Am. B 27, B63-B92 (2010). [2] R. Su, P. Zhou, H. Xiao, X. Wang, X. Xu, Appl. Opt. 51, 3655 (2012). [3] C. Zheng, H. T. Zhang, W. Y. Cheng, M. Liu, P. Yan, M. L. Gong, Laser Phys. Lett. 9, 451 (2012). [4] Öktem, K. Özgören, C. Kerse, Y. O. Aydın, M. E. Yağcı, K. Gürel, K. Eken, F. Ö. Ilday, Percussion microdrilling efficiency of pulsed lasers in the range of ns, Optics Express dergisine gönderildi. 18 Şekil 2: Optik spektrum ö mleri (a) sinyal kayna k, (b) yal ko utlay k, (c) at m n zamansal profili, (d) k c n pompa g c ne gö e grafi i ve verimlilik e imi (slope efficiency).

33 Çinko Oksit Tabanlı İnce Film Transistörlerde Aktif Olarak Kontrol Edilebilir Görünür Işık Emilimi Levent E. Aygün 1,2, Feyza Bozkurt Oruç 1,2, Ali K. Okyay 1,2 1Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, Ankara 06800, Turkey 2UNAM-Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara 06800, Turkey FOTONİK 2012 Çinko oksit (ZnO) kullanarak transparan ince film transistör yapımı amorf silisyum ince film transistörlerin yerini alabilme potansiyeli sebebiyle büyük ilgi uyandırmıştır [1, 2]. Ayrica, geniş bant ayrıklığı (~3.3eV) nedeniyle mor-ötesi ışık sensörlerinin dizaynlarında ZnO kullanımı da denenmiştir [3]. Literatürde yüksek sıcaklıklarda saçtırma biriktirme (RF Sputtering) tekniğiyle ZnO kanal katmanlı transistörlere örnekler gösterilmiştir [4,5]. Fakat yüksek sıcaklıklardaki kaplama teknikleri esnek ve ucuz alt-taşlar, örneğin polyethylene terephtalate (PET), için uygun değildir. Bu nedenle, düşük sıcaklıklarda çalışabileceğimiz bir teknik olan atomik katman kaplama (ALD) tekniğini kullanarak 80 C de ZnO kaplamasını gerçekleştirdik. Bu çalışmada, çinko oksit kanal katmanlı ince film transistörlerin görünür ışığa tepkisini transistörün açık veya kapalı olmasını değiştirerek kontrol edebildiğimizi gösterdik. Örnekleri birbirinden izole etmek ve kontak metal ile alt-taş arasindaki elektriksel kontağı önlemek icin p tipi silisyum alt-taş üzerine 210 nm kalınlığında SiO 2 PECVD tekniği ile kaplanmıştır. Bu SiO 2 katmanında transistörlerin alanını ve en-boy oranını belirleyecek şekilde delikler açılmıştır. Transistörlerin kapı ile kanal katmani arasindaki izolasyonunu sağlamak amacıyla ALD tekniği ile 20 nm kalınlığında Al 2 O 3 kaplanmıştır. Bunun uzerine ise 14 nm ZnO kanal katmani ve 100 nm Al elektriksel temas katmanı olarak kaplanmış ve sonrasında şekillendirilmiştir. Şekil 1. U u d u v s p ö d Optik karakterizasyon, 150W Xenon lamba kullanılarak Şekil 1 de tasvir edilen düzenek ile yapılmıştır. Şekil 2 de savaktan kaynağa sabit voltaj uygulanırken, kapı voltajının değiştirilmesi ile ışığa verilen tepkinin dalga boyuna bağlı değişimini gözlemliyoruz. Transistör kapalı modda iken bant ayrıklığından daha küçük enerjilere sahip fotonların da akım üretebildiğini gözlemledik. Bu olayin sebebi ise amorf ZnO içerisinde bulunan kapan seviyelerinin (trap states) boşluğunun veya doluluğunun kontrol edilmesi. Bu kapan seviyeleri ZnO bant ayrıklığının içerisinde bulunup, düşük enerjili fotonların valens bandından kendi seviyelerine elektron aktarmalarına yada kendi seviyelerinden iletim bandına elektron aktarılmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle, bant ayrıklığından daha küçük fotonların emilimini gözlemleyebilmekteyiz. Şekil 3 de ZnO katmanının ışık emilimi (absorption) ve ışık yayımı (emission) gösterilmiştir. Burada da görebileceğimiz gibi, kapan seviyeleri dışarıdan kapı kontrolü ile boşaltılamadığında ya da doldurulamadığında ışık emilimi sadece bant ayrıklığından yüksek enerjili fotonlar için gerçekleşmektedir. 350 nm deki ışık kaynağı ile aydınlattığımız ZnO için ise, ışık yayılımı grafiğinde kapan seviyelerinin bant ayrıklığı içerisinde nasıl dağıldığını görebilmekteyiz. 19

34 Anahtar kelimeler: ZnO, ince film transistörler, görünür ışık emilimi Kaynaklar: Şekil 2. Sabit savak- v j d, s v v p v j d f [1] R. Hoffman et al., ZnO-based transparent thin-film transistors, APL 82,733 (2003) [2] S. Masuda et al., Transparent thin film transistors using ZnO as an active channel layer and their electrical properties, APL 93, 1624 (2003) [3] Liu, K. et al., Sensors 2010, 10, [4] H. S. Bae et al., Dynamic and static photoresponse of ultraviolet-detecting thin-film transistors based on transparent NiO[sub x] electrodes and an n-zno channel, J. Appl. Phys. 97, (2005) [5] H. S. Bae et al., Ultraviolet detecting properties of ZnO-based thin film transistors,thin Solid Films, Vol , 2004, Pages Şekil 3. Z ( s p ) v ( ss ) Bu çalışmada, ZnO içerisindeki görünür dalga boylarındaki ışık emilimini voltaj uygulayarak kontrol edebildiğimizi gösterdik. Bu cihaz, transparanlığı kontrol edilebilir cam üretiminde, esnek yüzeyler üzerinde transparanlığı kontrol edilebilir transistör yapımında kullanılabilir. Bu çalışma TUBITAK Grants 108E163, 109E044 and 112M004, EU FP7 PIOS tarafından desteklenmiştir.

35 MEMS KIZILÖTESİ SPEKTROMETRE SİSTEMİ Sven Holmström, N. Pelin Ayerden, Uğur Aygün, Başarbatu Can, Hakan Ürey p s s L uv, -Elektronik d s ö Ü v s s, s u hurey@ku.edu.tr Günümüzde Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR) spektroskopi, malzeme tanımlama konusunda, laboratuvarlarda standart olarak kullanılan yöntemlerden biri haline gelmiştir. Ancak klasik FTIR sistemlerinin büyük ve ağır olması, bu sistemlerin yaygın kullanımı konusunda sıkıntılar yaratmış olup, küçük boyutlu sistemler konusunda bir arayışa gidilmesine neden olmuştur. Bu çalışmada, MEMS interferometre kullanılarak, kırınım ızgarası girişimölçer (LGI) temelli FTIR sistem tasarımı yapılmıştır. Kırınım ızgarasında bulunan sabit ve hareketli parmaklardan oluşan dinamik kırınım ağı, dalga cephesinde bölünmeyi sağlayarak interferogram işaretini oluşturmaktadır. Sıfırıncı derece kırınımın tek bir fotodedektörle ölçülmesi Michelson konfigürasyonundan daha küçük ve sade bir sistem elde edilmesini sağlamaktadır [1-4]. Tasarlanan ve üretimi yapılan MEMS girişimölçer, rezonans frekansı olan 350 Hz civarında sürülmüş olup, tasarımda kullanılan pantograf süspansiyonun, yüksek verimli burulma hareketi korunum mekanizmasının da etkisiyle, tepeden tepeye ±500μm sapma miktarına kadar kararlı bir hareket gözlenmiştir. Tasarlanan MEMS ler elektrostatik olarak harekete geçirilebildiği gibi, hoparlör kullanarak akustik basınçla veya piezo elektrik yapıyla da çalıştırılabilmektedir. Kızılötesi kaynak Bruker Optics tarafından dedektör ise VIGO Systems tarafından proje için özel olarak üretilmiştir. [5]. Kaynaklar: [1] J. Strong and G. A. Vanasse, Lamellar grating far-infrared interferometer, J. Op Soc. Am. Vol. 50, Issue 2, p.113, [2] A. Caglar, U. Hakan, and W. Alexander, "A Fourier transform spectrometer using resonant vertical comb actuators," J. Micromech. Microeng., vol. 16, p. 2517, [3] O. Ferhanoglu, H. R. Seren, S. Lüttjohann, and H. Urey, "Lamellar grating optimization for miniaturized fourier transform spectrometers," Opt. Express, vol. 17, pp , [4] T. Sandner, A. Kenda, C. Drabe, H. Schenk, and W. Scherf, Miniaturized FTIRspectrometer based on optical MEMS translatory actuator, Proc. SPIE, Vol. 6466, , [5] H. R. Seren, S. Holmstrom, N. P. Ayerden, J. Sharma, and H. Urey, "Lamellar-Grating- Based MEMS Fourier Transform Spectrometer," J. Microelectromech. Syst, vol. 21, pp , Sistemin optik tasarımında güç hesaplamaları için ZEMAX, fiziksel optik benzetimleri için MATLAB kullanılmıştır. FTIR spektrometre laboratuvarda düzenek olarak kurulmuş ve ±450μm sapma miktarları için 700cm-1 ile 3200cm-1 bölgesi arasında 25cm-1 çözünürlükte kızılötesi spektrum elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: Kızılötesi spektroskopisi, Fourier dönüşümü spektroskopisi (FTS), kırınım ızgara girişimölçer (LGI), Mikro-opto-elektro-mekanik sistemler (MOEMS).

36 Characterization of Quaternary Compound of Cu 2 ZnSnS 4 Thin Film as a Photo- Absorbing Layer by XPS and RAMAN Scattering for Solar Cells A. Cantas a, S. Yazici a, M. A. Olgar b, M. Kurt a, G. Aygun a, E. Tarhan a, E. Yanmaz b, L. Ozyuzer a a Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla, 35430, Izmir, Turkey b Department of Physics, Karadeniz Technical University, Merkez, 61080, Trabzon, Turkey *Corresponding author aytencantas@iyte.edu.tr References: [1]M. Danilson, M. Altosaar, M. Kauk, A. Katerski, J. Krustok, J. Raudoja. XPS study of CZTSSe monograin powders, Thin Solid Films, 519, 2011, [2]M. Bar, B.-A. Schubert, B. Marsen, R.G. Wilks, M. Blum, S. Krauseand, S. Pookpanratana, Y. Zhang, T. Unold, W. Yang, L. Weinhardt, C. Heske, H.-W. Schock. Cu 2 ZnSnS 4 thin-film solar cell absorbers illuminated by soft x-rays, Journal of Materials Research Society, 27, 8, 2012, [3] Hyesun. Yoo, JunHo. Kim. Comparative study of Cu 2 ZnSnS 4 film growth, Solar Energy Materials & Solar Cells 95, 2011, For thin film solar cell applications, having the direct energy band gap of ev, a large optical absorption coefficient above 10 4 cm -1 and p-type conductivity, quaternary compound of Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) is one of the most promising candidates among the possible photo-absorbing materials [1]. Also it is well known that CZTS is one of the appropriate photovoltaic materials not only being low-cost solar cell but also consisting of earth-abundant elements [2]. In this study, CZTS films were growth on Ti and Mo backcontact coated SLG substrate by dc magnetron sputtering technique. Sn/Zn/Cu layers were sputtered and these deposited stacks were transformed into CZTS films by sulfurization. The transformed CZTS films were characterized by X-ray Photoelectron Spectroscopy (Specs) and Confocal Raman scattering (Scientific Instruments) measurements. The focus of this study is being on secondary phases, CZTS surface composition and native oxidation for future development of solar cell. XPS survey spectrum of CZTS verified the existence of Cu, Zn, Sn, S, and C. The detailed scanning Cu 2p, Zn 2p, Sn 3d, S 2p were also obtained. The Raman analysis includes possible CZTS peaks at 338 cm -1, 287 cm -1 and 252 cm -1 [3]. In addition, it is evident that there is additional peak related to the presence of other compound of SnS 190 cm In summary, we have shown that our CZTS films prepared with dc magnetron sputtering technique presented majority CZTS phase and some secondary phases. The optimization of film stoichiometry and sulfurization process are in progress. Keywords: Thin film solar cells, Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) thin film, Sputtering, XPS, Raman. This study was partially supported by TUBITAK project 112T068.

37 FOTOVOLTAİK GÜNEŞ GÖZESİ UYGULAMALARI İÇİN CdO İNCE FİLMLERİN SOL- GEL SPİN KAPLAMA YÖNTEMİ İLE BÜYÜTÜLMESİ VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE TAVLAMANIN ETKİSİ b a B. Demirselçuk a, E. Sarıca b, K. Sel a, V. Bilgin a ö, Ç s Ü v s s, Ç d C j s, s u d Ü v s s, s u b.demirselcuk@hotmail.com CdO ince filmler sol-gel spin kaplama yöntemi ile cam alttaşlar üzerine büyütülmüştür. Filmlerin optik, yapısal ve elektronik özellikleri incelenmiş olup, 400 C ve 500 C sıcaklıklarda tavlama sonucunda fiziksel özelliklerinin değişimi araştırılmıştır. Tavlama işlemi sonrası morötesi-görünür bölge geçirgenlik spektroskopisi kullanılarak ölçülen geçirgenlik spektrumlardan, filmlerin 900 nm deki optik geçirgenlikleri sırasıyla %80 ve %65, optik enerjileri 2.40 ev ve 2.15 ev olarak belirlenmiştir. X-ışını kırınımı ile filmlerin kristalleşme düzeyleri, tercihli yönelimleri, örgü sabitleri, tane büyüklükleri ve yapılanma katsayıları gibi bazı yapısal parametreler belirlenmiştir. Filmlerin polikristal yapıda oluştukları ve her iki tavlama sıcaklığı için de tercihli yönelimlerinin (111) olduğu belirlenmiştir. Filmlerin yüzey morfolojileri atomik kuvvet mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş ve 500 C de tavlamanın yüzeyi daha düzenli ve homojen hale getirdiği görülmüştür. Filmlerin elektriksel özellikleri oda sıcaklığında dört-uç akım-voltaj ölçümleri ile analiz edilmiştir ve iletkenliklerinin tavlama sonucunda arttığı belirlenmiştir. Elde edilen veriler çerçevesinde spin kaplama metodu ile büyütülmüş CdO filmlerin, saydam iletken oksit ince filmler olarak güneş gözeleri başta olmak üzere fotovoltaik aygıtlarda kullanılmaya uygun olduğu, tavlamanın filmlerin fiziksel özelliklerinin modüle edilebilmesinde etkili olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (ÇOMÜ-BAP) tarafından 2011/009 nolu proje kapsamında desteklenmiştir. Kaynaklar: [1] Rusu, R.S and Rusu, G.I., Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, 7 (3), (2005). [2] Jayakrishnan, R. and Hodes, G., Thin Solid Films, 440, (2003). [3] Morales J., Sanchez, L., Martin, F., Romos-Barrado, J.R., Sanchez, M., Electrochimica Acta, 49, 4589 (2004). [4] Liu, Q., Liang, Y., Liu, H., Hong, J., Xu, Z., Materials Chemistry and Physics, 98 (2-3), (2006). [5] Alkoy, E.M., Kelly, P.J., Vacuum, 79, 221 (2005). [6] Morales,J., Sanchez, L., Martin, F., Romos-Barrado, J.R., Sanchez, M., Thin Solid Films, 474, 133 (2005). [7] Chaudhary Y. S., Agrawal A., Shrivastav R., Satsangi V.R. and Dass S., International Journal of Hydrogen Energy, 29 (2), (2004). [8]Pierson, J.F., Thobor-Keck, Billard, A., Applied Surface Science, 210, 359 (2003). [9] Saravanan, P., Alam Sarfaraz and Mathur G.N., Thin Solid Films, 491 (1-2), (2005). 23 Anahtar kelimeler: CdO ince filmler, sol-gel spin kaplama, UV-VIS, XRD, AFM, SEM.

38 Gaz, Sıvı ve Süperkritik Karbondioksitte Mikro-Çubukların Frekans Tepkileri 1. Burcu Beykal a, *, 2. Alexandr Jonas a, 3. Katjana Ehrlich b, 4. Erdem Alaca a, 5. Alper Kiraz a, 6. Can Erkey a a Ü v s s, s u, b U v s ä sd,, * u u Ü v s s, s u, bbeykal@ku.edu.tr Bu çalışmada mikro-çubukların yüksek basınç altında, sıvı, gaz ve süperkritik karbondioksitte frekans tepkileri incelenmiştir. Frekans tepkilerini ölçmek amacıyla özel bir düzenek kurulmuştur. Uzunlukları 200μm ile 400μm arasında 25 μm aralıklarla değişen mikro-çubukların frekans tepkileri sıvı, gaz ve süperkritik karbondioksitte ölçülmüştür. Farklı basınçlarda yapılan ölçümler doğrultusunda, frekans tepkilerinin ortam basıncına göre değişiklik gösterdiği tespit edilmiştir. Özellikle, gaz halindeki karbondioksitte frekans tepkilerinin basınçla doğrusal değişim gösterdiği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Mikro-çubuklar, Rezonans frekansı, Kalite faktörü Kaynaklar: [1] B. Ilic, D. Czaplewski, H.G. Craighead, P. Neuzil, C. Campagnolo, and C. Batt, Mechanical resonant immunospecific biological detector, Applied Physics Letters, 77 (2000), [2] G. Muralidharan, A. Wig, L.A. Pinnaduwage, D. Hedden, T. Thundat, and R.T. Lareau, Absorption-desorption characteristics of explosive vapors investigated with microcantilevers, Ultramicroscopy, 97 (2003), [16] A. Passian, R.J. Warmack, A. Wig, R.H. Farahi, F. Meriaudeau, T.L. Ferrell, and T. Thundat, Observation of Knudsen effect with microcantilevers, Ultramicroscopy, 97 (2003), Darbeli Terahertz sisteminde genlik modülasyonlu veri iletişiminin deneysel olarak gösterilmesi B. Şahin (1), H. Altan (2) (1) Y d Ü v s s, v d s (2) D u Ü v s s, ö absahin@ybu.edu.tr Terahertz frekansı teknolojisinin bir getirisi kablosuz haberleşmede daha önce düşünülemeyen veri kapasitelerine ulaşılabilecek olmasıdır. Klasik mikrodalga komünikasyona göre THz komünikasyonun avantajları geniş bant, yüksek derece yönlülük ve karıştırılamamadır. Kısa mesafe ve yüksek veri hızı haberleşmede ve uydu komünikasyon sistemlerinde THz komünikasyon deneme çalışmaları başlamış ve Terahertz bandında kablosuz 25 Gbit/s ve üzeri veri tek alıcı ve verici arası aktarım hızları gösterilmiştir.bu çalışmada Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü Terahertz Araştırma Laboratuvarında bulunan altyapıyı kullanarak fotonik Terahertz sinyali üretim ve ölçüm sistemine genlik modülasyonlu haberleşme alıcı verici alt-sistemleri eklenmiştir. Darbeli lazer- fotoiletken anten temelli geniş bant -0,1-1,5 THz frekans aralığı- sinyal kaynağında fotoiletken antenin öngerilim modülasyonu sağlanmış ve elektro-optik kristal + fotodetektör alıcıda modülasyonun etkisi gözlenmiştir. Fotodetektörün frekans tepki limiti sebebi ile veri hızı 125 kb/s olarak sınırlanmıştır. Farklı alıcıların denenmesi ile daha yüksek veri hızlarına ulaşılacaktır. Anahtar kelimeler: terahertz, kablosuz komünikasyon. Kaynaklar: [1] Cisco, Cisco visual networking index forecast and methodology , [Online]. Available: 05/ns827/white_paper_c _ns827_Networking_Solutions_White_Paper.html) [2] D. J. Richardson, Filling the light pipe, Science, vol. 330, no. 6002, pp , Ekim [3] J. Federici and L. Moeller, Review of terahertz and subterahertz wireless communications, J. Appl. Phys., vol. 107, pp , [4] H. J. Song and T. Nagatsuma, IEEE Trans. Terahertz Science and technol., vol. 1, pp , Eylül

39 [5] R. Herschel and C. G. Schäffer, Architectures for multi Gbps radioover-fiber systems, the Photonische Netze, No. 24. Leipzig, Germany, 2011, 2-3 Mayıs 2011 [6] C. Jastrow, K. Munter, R. Piesiewicz, T. Kurner, M. Koch, and T. Kleine-Ostmann, 300 GHz channel measurement and transmission system, 33rd Int. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW), 2008, pp [7] J. Antes, J. Reichart, D. Lopez-Diaz, A. Tessmann, F. Poprawa, F. Kurz, T. Schneider, H. Massler, and I. Kallfass, System concept and implementation of a mmw wireless link providing data rates up to 25 Gbit/s, IEEE COMCAS, [8] I. Kallfass, J. Antes, T. Schneider, F. Kurz, D. Lopez-Diaz, S. Diebold, H. Massler, A. Leuther, and A. Tessmann, All active MMIC-based wireless communication at 220 GHz, IEEE Trans. THz. Sci. Technol., vol. 1, no. 2, pp , Kasım [9] J. C. Pujol, J. M. Jornet, and J. S. Pareta, PHLAME: A physical layer aware MAC protocol for electromagnetic nanonetworks, in Proc. 1st IEEE Int. Workshop on Molecular and Nano Scale Commun. (MoNaCom), Nisan 2011, pp [10] J. M. Jornet and I. F. Akyildiz, Graphene-based nano-antennas for electromagnetic nanocommunications in the terahertz band, in Proc. 4th Eur. Conf. Antennas Propag. (EuCAP), Nisan 2010, pp [11] A. Hirata, R. Yamaguchi, T. Kosugi, H. Takahashi, K. Murata, T. Nagatsuma, N. Kukutsu, Y. Kado, N. Iai, S. Okabe, S. Kimura, H. Ikegawa, H. Hishikawa, T. Nakayama, and T. Inada, 10-Gbit/s wireless link using InP HEMT MMICs for generating 120-GHz-band millimeterwave signal, IEEE Trans. Microw. Theory Techn., vol. 57, no. 5, pp , Mayıs [12] T. Nagatsuma, H. Song, and Y. Kado, Challenges for ultra high-speed wireless communications using Terahertz waves, Terahertz Sci. Technol., vol. 3, no. 2, pp , Haziran [13] T. Schneider, A. Wiatrek, S. Preußler, M. Grigat, and R. Braun, Link Budget Analysis for Terahertz Fixed Wireless Links, IEEE Trans. THz. Sci. Technol., vol. 2, no. 2, Mart 2012 [14] K. Ishigaki, M. Shiraishi, S. Suzuki, M. Asada, N. Nishiyama and S. Arai, Direct intensity modulation and wireless data transmission characteristics of terahertz-oscillating resonant tunnelling diodes, Elec. Lett. Vol. 48, No. 10, Mayıs 2012 [15] T. Nagatsuma, Terahertz Communications Technologies Based on Photonic and Electronic Approaches, European Wireless Kobalt ve Bakır Alaşımlarının LIBS Tekniği ile İncelenmesi B. Genc Oztoprak 1,5, E.Akman 1, M. Hanon 2, M.Günes 3, S. Gümüs 4, E. Kacar 1, O. Gundogdu 3, M. Zeren 4, A.Demir 1 1) Ü v s s, L j v U u 2) d Ü v s s, L s s 3) Ü v s s, - p s d s ö 4) Ü v s s, j v d s 5) BEAM Ar-G, L v p j, U p Lazerle oluşturulan plazma spektroskopi (LIBS) tekniği endüstriyel, adli tıp, askeri, kültürel miras, çevresel görüntüleme ve biomedikal uygulamalarda kullanılmaktadır [1-4]. Bu çalışmada, milisaniye (ms) atımlı Nd:YAG lazer kullanılarak farklı kalınlıkta iki bakır plakanın kaynak edilmesinde, lazer enerjisinin soğurumunu ve kaynak kalitesini arttırmak amacı ile kaynak sırasında sisteme kobalt alaşımı (stellite 6) toz ilave edildi. Bakır plakaların lazerle kaynak edilmesinde oluşan kaynak bölgesindeki kobalt ve bakır alaşımları yüksek çözünürlüklü çok kanallı spektrometre ve nanosaniye (ns) atımlı Nd:YAG lazer kullanılan LIBS tekniği ile analiz edildi. LIBS sistemi ile bakır plakaların kaynak bölgesinin elemental bileşimi ve stellite 6 tozunun bu bölgedeki nüfuz ettiği derinlik belirlendi. Lazerle kaynak işlemini optimum hale getirmek ve yüksek kalitede kaynak elde etmek için lazer pik gücü ve pals süresi parametreleri incelendi, toz besleme ünitesi kullanılarak stellite 6 tozunun miktarı optimize edildi. Farklı lazer parametreleri için çekme testi ve sertlik değerleri ölçüldü. LIBS, EDX ve SEM sonuçları stellite 6 tozunun bakır plakalara işlediğini ve sertliğini arttırdığını gösterdi. 25

40 Cu II W II N II Co I Cr I Cu II Cu II Cu II Co I Co I Cu Cu II Cu II Cu II W II W I W I N II Şiddet (a.u) Cr II W I Cu II Cu I W II W I Co I Cr I Cr II Co II Cr II Cu I Cu I Cu I Cu II Cr II Cr I Cu II Cu II W I W I Cu I Cu II Co II Cr II Cu II FOTONİK II W I Co II Co I Cr I Co I Cr I Cr I atım atım atım MEMS MİKROAYNA İLE TÜMLEŞİK MRG ALICI MİKROSİSTEMİ TASARIMI B. Sarıoğlu, B. Çamlı, A. U. Çakacı, Ş. Mutlu, G. Dündar, A. D. Yalçınkaya Ü v s s, - d s ö, s u baykal.sarioglu@boun.edu.tr Kaynaklar: Wavelength (nm) Dalgaboyu (nm) Şekil 1. Co-Cu element oranlarında en yüksek sapma olan ve lazer atımındaki LIBS spektrumları. [1] D.A. Cremers, L. J. Radziemski, John Wiley&Sons Ltd., (2006). [2] A. Miziolek, V. Palleschi and I. Schechter, Cambridge University Press, (2006). [3] J.P. Singh, S.N. Thakur, Elsevier, [4] R. Noll, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, (2012).. Şekil 2. LIBS spektrumlarındaki normalize 238,48 nm Co ve 324,75 nm Cu spektral çizgilerinin derinlik profili. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) rehberliğinde cerrahi müdahaleler yapılması nispeten yeni bir yaklaşımdır. MRG nin görüntüde iyi yumuşak doku ayrıklığı sağlarken hasta ve klinik personeli iyonize edici radyasyona maruz bırakmama üstünlüğü vardır. Öte yandan bu tip müdahalelerde MRG ile kateter ucunun yerinin tespiti metal malzeme kullanımı söz konusu iken sıkıntı yaratmakta, MRG uyumlu malzemeden yapılmış pasif kateter uçları ise görüntüde kolayca kaybolmaktadır. Bu çalışmada kateter ucunun konumunun aktif olarak belirlenmesi ile bu tip operasyonların MRG altında rahatlıkla yapılabilmesini sağlayan optoelektronik bir mikrosistem anlatılmaktadır. Mikrosistemin dış dünya ile tüm haberleşmesi ve güç aktarımı, MRG cihazında uzun metal kabloların kullanımı sakıncalı olabileceği gerekçesiyle optik yollarla yapılmaktadır. Görüntüleme sırasında alınan yansıma işaretleri ile MRG cihazı tarafından verilen anma değerde frekansa sahip bir işaretin frekanslarının toplam ve fark frekanslarında bileşenleri olan bir işaret çıktısı sistem tarafından elde edilebilir; ki söz konusu fark frekansı konum bilgisinin hesaplanmasına yaramaktadır. Fark frekansındaki işaret bileşeni, bu amaçla bir alçak geçiren süzgeç ile diğer bileşenlerden ayrılarak bir sürücü aracılığı ile akıma çevrildikten sonra yansıtıcı malzeme kaplı MEMS yapılarına iletilir. Söz konusu MEMS yapılarına, MRG cihazının sağladığı sabit manyetik alanın ve sistemden gelerek üzerlerinden geçen fark frekansındaki akımın etkisiyle bir Lorentz kuvveti etkir. Bu etkime sonucu oluşan fark frekansındaki titreşimler, bu yapıların üzerine düşürülecek olan ışığın geri yansıyabilirliğinin değişmesi sayesinde dış dünyaya aktarılabilir ve burada konum bilgisi olarak okunabilir (Şekil 1). Mikrosistemde elektriksel güç harcayan bütün bileşen ve birimler, dışarıdan gelen optik enerjiyi bir fotodiyot - yük pompası (DC-DC çevirici) ikilisi aracılığı ile elektriksel enerjiye dönüştüren bir kaynak birimi tarafından desteklenmektedir. Mikrosisteme tamamen optik yollarla güç aktarımı gerçekleştirilerek yapılan ölçümler sonucu elde edilen sistem çıkış SNR değerinin besleme gerilimine göre değişimi eğrisi Şekil 2 de verilmiştir. 26

41 SÜPERHİDROFOBİK YÜZEYLER ÜZERİNDE MİKROAKIŞKAN KANAL OLUŞTURULMASI VE UYGULAMALARI A. Jonas 1, B. Yalizay 2, T. Ersoy 2, S. Akturk 2 and A. Kiraz 1 1 Ü v s s, ö, Rumelifeneri Yolu, 34450, s u 2 s u Ü v s s, d s ö, s, s u yalizay@itu.edu.tr Şekil 1 Anahtar kelimeler: MRG alıcı, optik güç, miroayna, CMOS Kaynaklar: p L uvv s Şekil 2 NR d s ö d s [1] S. Fandrey, S. Weiss, J. Müller, Development of an active intravascular MR device with an optical transmission system IEEE Transactions on Medical Imaging, v 27, n 12, p , December [2] M. Suster, W.H. Ko, D. Young, An optically powered wireless telemetry module for high-temperature MEMS sensing and communication Journal of Microelectromechanical Systems, v 13, n 3, p , June Akışkan tabanlı optik bileşenler, akışkanların sahip olduğu kırılma indisi çeşitliliği, kolay şekillenebilme gibi özgün özellikleri sebebi ile oldukça ilgi çekicidir. Sıvı akışının mikron boyutunda sağlanması ve kontrolü ile katı bileşenlerin aksine yeniden ayarlanabilir optik sistemlerin oluşturulması mümkün olmaktadır [1, 2]. Özellikle mikroakışkan çip üretimi alanında yapılan çalışmalarda akışkan genellikle cam, polimer veya yarıiletken çipler üzerindeki kapalı mikrokanallara hapsedilir ve dış bir pompa kaynak aracılığı ile sıvının akışı sağlanır [3]. Alternatif olarak, sıvının hapsedilmesi ve kılavuzlama katı substratın ıslanabilirlik özelliği üzerinde çalışarak da elde edilebilir [4]. Bu tip serbest yüzey mikroakışkan kanal sistemlerinin faydaları; kolay üretimi, karmaşık mikrokanal ağlarının üretilebilmesi, sıvı yüzeyine doğrudan ulaşılabilmesi ve sıvının mikrokanalda substratın ıslanabilliğine bağlı olarak kendiliğinden akması olarak sıralanabilir [5]. Yaptığımız çalışmalarda süperhidrofobik yüzeyler üzerinde mikroakışkan kanalı oluşturabilmek için temel dalga boyu 1030 nm, atım etki süresi 500 fs ve tekrarlama oranı 1 khz olan femtosaniye lazer atımları kullanılmıştır. 10 mm ye yakın uzunluğu olan ve farklı kalınlıklardaki (50 m m) kanalları oluşturmak için kırınımsız Bessel hüzmeleri ve Gauss hüzmelerini kullanıldı. Her iki hüzme tipinde de oluşturduğumuz kanallara sıvının (etilen glikol) hapsedilmesi ve kanal boyunca ilerletilmesi mümkün olmuştur. Kanal kalınlığı arttıkça sıvının akış hızı ve oluşan sıvı filamentin uzunluğu artmaktadır. Sonuç olarak mevcut çalışmalardan farklı olarak oluşturduğumuz bu filamentlerin dalga kılavuzu özelliklerini inceledik. Filamentlere ışığın eşlenebilmesi için Şekil 1.a da düzenek kullanılmış ve ışığın bu filamentlerde ilerlediği gözlenmiştir (Şekil 1.b). 27

42 (a) (b) FOTONİK 2012 Mode-locked Fiber Laser for Highly Time-Resolved Broadband Absorption Spectroscopy of Micro-plasmas İ. L. Budunoğlu 1 *, K. Gürel 1, B. Niermann2, M. Böke 2, J. Winter 2, and F. Ö. İlday 1 1 Department of Physics, Bilkent University, Ankara 06800, Turkey 2 Ruhr-University Bochum, Institute for Experimental Physics II, Universtatstrasse 150, Bochum, Germany *budun@fen.bilkent.edu.tr Şekil 1: (a) R vu u s ös. ( ) Y u vu d vu s Anahtar kelimeler: süperhidrofobik yüzey, lazer işleme, mikroakışkan kanal, dalgakılavuzu Kaynaklar: [1] Psaltis, D., Quake, S. R., and Yang, C. Nature, 442, (2006). [2] Monat, C., Domachuk, P., and Eggleton, B. J. Nature Photonics, 1, (2007). [3] Zhang, D., Men, L., and Chen, Q. Sensors, 11, (2011). [4] Zhao, B., Moore, J. S., and Beebe, D. J. Science, 291, (2001). [5] Xing, S., Harake, R. S., and Pan, T. Lab on a Chip, 11, (2011). Absorption spectroscopy is a powerful technique to gain spatially and temporally resolved information on excited and reactive species in a plasma discharge. Furthermore, the interaction of the discharge with short intense laser pulses can trigger the ignition and the transition into other transient states of the plasma. In this context laser-assisted pump-probe experiments involving simultaneously generated supercontinuum radiation yield highly temporally resolved and spatially well-defined information on the transient phenomena. In this work, to realize laser-assisted pump- probe experiments in micro-plasmas, we built a unique fiber laser system that comprises two main sections that produces high power pulses to start the ignition (pump arm) and broad spectrum pulses to span most of the species of microplasmas (probe arm). Both of the sections are seeded by the same mode-locked fiber laser so there has extra-ordinarily good synchronization in between two arms with a timing jitter lower than hundred femtoseconds. 28

43 Fig. 2. s p sp u u d J (J=0,1,2) s s 1083 (black line). Also displayed are three Voigt functions, representing the respective transitions from the Hem 23S1 level. Fig. 1. Scheme of fiber laser system for time-resolved broad-band absorption spectroscopy The laser system comprises of a mode-locked fiber oscillator, operating in the allnormal dispersion mode, and seeding a multi-stage fiber amplifier. A fiber stretcher is used to implement chirp-pulse amplification. The system is all-fiber, with an architecture based that of [1]. Prior to the final stage, the fiber path bifurcates into two, one seeding the power amplifier (pump-arm), which is described in detail in [2], and another seeding a highly nonlinear photonic crystal fiber for supercontinuum generation (probe-arm). Supercontinuum generation without pulse compression requires high pulse energies. Thus, the repetition rate of the pulses is reduced to 50 khz in two steps to further increase the pulse energies during amplification while maintaining reasonably low average power levels. A typical absorption spectrum around the Hem 23S1 23P0J (J=0,1,2) transitions at 1083 nm measured with our unique fiber laser setup is shown in the figure (Fig. 2 black curve). The result shows perfect agreement with the Voigt functions modelled with the results obtained by tunable diode laser absorption spectroscopy measurements. Moreover the detection limit of broad band absorption spectroscopy using supercontinuum radiation is at least in the order of 10-3 which is far better than previous results observed using LEDs or incandecsent lamps due to higher spectral intensity. References: [1] F. Ö. Ilday, H. Lim, J. Buckley, F., Wise, Practical all-fiber source of high-power, 120 fs pulses at 1 μm, Opt. Lett (2003) [2] P. Mukhopadhyay, K. Özgören, I. L. Budunoğlu, F. Ö. Ilday, All-fiber low-noise highpower femtosecond Yb-fiber amplifier system seeded by an all-normal fiber oscillator, IEEE J. Sel. Top. Quant (2009) 29

44 NANOBİYOSENSÖR UYGULAMALARI İÇİN METALİK NANO YAPILARIN LOKALİZE YÜZEY PLAZMON REZONANSI (LYPR) TEMELLİ ÇEVİRİCİ GELİŞTİRİLMESİ Adil Burak Turhan, a,b Demet Ataman, b Yasin Sen, b,e Mehmet Mutlu, b and Ekmel Özbay a,c,d a Ü v s s N j N N, 06800, b p Ü v s s, D s d s v j G u u ( ), 06532, c Ü v s s, ö, 06800, d Ü v s s, v d s ö, 06800, e s Ü v s s, G d j s ö, s 06100, burakt@bilkent.edu.tr kayma, her yüzey modifikasyonu adımının ardından optik geçirgenlik spektrumunda tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Lokalize Yüzey Plazmon Rezonansı (LYPR), Elektron Demeti Litografisi (EDL), Plazma Polimerizasyonu, Çevirici, Biyosensör Çalışma, lokalize yüzey plazmon rezonansı (LYPR) temelli nano çevirici geliştirilmesi amacıyla yapılan nanofabrikasyon ve yüzey modifikasyonu işlemlerini kapsamaktadır. Altın nano yapılar safir örnekler üzerine fabrike edilmiştir. Nano desenleme yöntemi olarak, boyut, şekil ve periyot gibi nano yapı nitelikleri üzerinde tam kontrol sağlayan ve bu sayede ayarlanabilir LYPR sensör özelliklerinin verimli şekilde kullanılabilmesine olanak veren elektron demeti litografisi (EDL) yöntemi uygulanmıştır. Fabrike edilen örnekler taramalı elektron mikroskopisi (TEM) ile incelenmiş ve optik ölçümleri geçirgenlik spektroskopisi ile yapılmıştır. Üzerinde çalışılan birçok nano yapı dizaynının zamanda sonlu farklar (FDTD) yöntemi ile elektromagnetik simülasyonları yapılmıştır. Simülasyon sonuçları ile deneysel veriler arasında iyi bir uyum elde edilmiştir. 30 Çeviricinin kullanılabilir hale getirilebilmesi için önemli bir adım altın nanoyapıların üzerinde seçici bir biyolojik katman oluşturmaktır. Bunun için plazma polimerizasyonu ve ıslak kimya teknikleri uygulanmıştır. İlk olarak, etilendiaminin (EDA) kaynak olarak kullanıldığı bir plazma polimerizasyonu işlemi ile altın nano yapıların üzerinde amin grupları oluşturulmuştur. Plazma polimerizasyonu işleminin başarısı x-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile değerlendirilmiştir. Daha sonra yüzeye glutaraldehit eklenmiştir. Glutaraldehit, yüzeydeki amin grupları ve kendisinden sonra eklenen avidin arasında çarpraz bağlayıcı görevi görmektedir. Son yüzey modifikasyonu adımı olarak ise, yüzeydeki avidin ile yüksek afiniteye sahip biyotin eklenmiştir. Avidin ve biyotin bu çalışmada seçici algılama için model oluşturmaktadır. LYPR rezonans dalga boyundaki

45 1 33 fs Yb-doped fiber laser with net-zero cavity dispersion Çağrı Şenel 1, 2, Ramiz Hamid 1, F. Ö. Ilday 2 Ü U us j s s (U ), G, 41470, u 2 Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey cagri.senel@tubitak.gov.tr We report on the numerical design and experimental demonstration of a modelocked Yb-doped fiber laser, which has precisely zero net dispersion and generates ultrashort pulses compressible to 33 fs. Repetition rate of the laser is 50 MHz and the intracavity pulse energy is 3.8 nj. The laser cavity, which incorporates both dispersion management and a bandpass filter, exhibits strongly nonlinear and dissipative pulse evolution. Intracavity peak power and peak intensity are inferred to reach 9 kw and 27 GW/cm 2, respectively. The spectral width of the pulse varies by 8.6 times within one roundtrip, which is achieved by constructing a balance between spectral broadening through self-similar amplification and spectral compression in the passive fiber with a negative initial chirp. References: 1 John M. Dudley, Goëry Genty, Stéphane Coen, "Supercontinuum generation in photonic crystal fiber," Rev. Mod. Phys. 78, (2006). 2 Lora Nugent-Glandorf, Todd A. Johnson, Yohei Kobayashi, and Scott A. Diddams, Impact of dispersion on amplitude and frequency noise in a Yb-fiber laser comb, Optics Letters, Vol. 36, Issue 9, pp (2011). Non-thermal tissue ablation with bursts of 1-ps pulses at 1 µm Can Kerse 1,*, Bülent Öktem 2, Hamit Kalaycıoğlu 3, E. Atalar 1, F. Ömer Ilday 3 1 Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, 06800, Ankara, Turkey 2 Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey 3 Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey *cankerse@ee.bilkent.edu.tr Highly controllable ablation of various types of tissue using laser beam is an application target that originates shortly after the invention of the laser. Over the past decades, a large variety of lasers have found medical applications as highly precise scalpels, from ophthalmology to dentistry and dermatology. However, a common problem is the onset of undesired thermal effects. Use of ultra-short pulses has been clearly documented to reduce, and in some cases, eliminate thermal effects. However, ultrafast tissue ablation suffers from very low ablation rates, rendering it uncompetitive to mechanical methods except for few niche applications. Here, we report on the use of a laser operating in the burst mode, where a group of closely spaced (2 10 ns) pulses (typically 10 20) of moderate individual energy (few 10 s of µj), but high total energy per burst (~0.5 mj) are generated. Since the pulse-to-pulse temporal delay within the burst is in the nanosecond range, which is too short for diffusion of heat from the targeted region (few µm in diameter) into the bulk of the tissue, deposited heat is practically trapped during the burst. As ablated and ejected tissue carries most of the heat energy with itself, highly efficient ablation is expected to occur during the burst, after the first few pulses have prepared the target material. Ultrafast lasers used in tissue processing are typically solid state lasers that produce very high pulse energies with pulse durations ranging from hundred femto-second to few tens of picoseconds with pulse repetition rates of a few Hz or few khz. In their work, Loesel et al. precisely removed 1 mm 3 volume of bovine brain tissue at 165 µj and 74 µj pulse energies with 180 fs and 35 ps pulse durations respectively at 100 Hz [1]. The main ablation mechanism is optical breakdown inside 31

46 the target material. In order to induce optical breakdown in solids (liquids), intensities of W/cm 2 (10 14 W/cm 2 ) are needed [2]. Above the threshold level for ionization, a plasma will be formed on the surface. With continued laser illumination, within few ps a very large free electron density is obtained, which dramatically increases the absorption of tissue. The pulse heats up the free electrons inside the plasma and within a few ps to 10 ps, energy is transferred to lattice via phonons. Once the lattice temperature exceeds a critical value, that region is ejected (ablated). Since the ejected material is in gaseous state, there will be no heat exchange between the ejected material and the remaining lattice, carrying away most of the heat energy. Recently, Hu et al. have shown that burst delivery (Fig. 1) of ultra-short laser pulses on Cu surface significantly increases the ablation rate with respect to pulsed mode under same total fluence [3]. In order to investigate non-thermal ablations with a burst-mode ultrafast laser, we used the laser described in [4]. The system produces 1 ps pulses with 2 or 10 ns pulse-to-pulse separation within the burst, with typically 1 khz burst repetition rate (Fig. 2). We focused the output beam onto muscle tissue samples obtained from the grocery and rat brain tissue samples that were freshly excised 1 h before the ablation. We scanned an area of 500 µm by 500 µm for each sample by a computer-controlled motorized stage. The focal diameter was 7 µm. For each ablation, pulse-to-pulse separation time was 2 ns, burst period was 1 ms and number of pulses inside one burst was 25. We observed the samples after ablation under a stereomicroscope and the results are given in Fig. 3. Fig. 1 (a) Pulsed mode of operation. (b) Burst mode of operation. tp : pulse length, τs : pulse to pulse separation time, tb : burst length, τb : burst period Fig. 2 An example output of the temporal distribution of burst mode of operation for the system in use [4] (a) (b) Fig µ x 500 µ scanned and ablated tissue samples. Total number of passes: 4. Scan speed: 500 µm/s. Focal diameter: 7 µm. (a) Muscle tissue sample exposed to 240 mw overall average power. (b) Mouse brain tissue exposed to 540 mw overall average power References: 32 τs t tb t [1] F. H. Loesel, Non-thermal ablation of neural tissue with femtosecond laser pulses, Appl. Phys. B 66, 121 (1998). [2] M. H. Niemz, Laser tissue interactions: Fundamentals and applications, 3 rd Ed., New York, Springer,(2004). [3] W. Hu, Modeling of multi-burst mode pico-second laser ablation for improved material removal rate, Appl. Phys. A. 98, 407 (2010). [4] H. Kalaycioglu, et al., Fiber amplification of pulse bursts up to 20 μj pulse energy at 1 khz repetition rate, Opt. Lett.36, 3383 (2011). τb

47 Effect of Electrical Poling on Conductivity In Guest-Host Polymers GENİŞ-ALAN GERİ YANSITMASIZ BİYOMİMETİK NANOYAPILI YÜZEYLER Y.Karakus Univesity of Sakarya, Science Faculty, Physics Department, Serdivan, Sakarya Bihter Dağlar 1,2*, Hakan Deniz 1,2, Tural Khudiyev 1,2, Fatih Büyükserin 3, Mehmet Bayındır 1,2,4 1 UNAM-U us N j, v N j s s, Ü v s s, 06800, d d s ö, Ü v s s, 06560, ö, Ü v s s, 06800, daglar@bilkent.edu.tr A comparative study on DAN doped polycarbonate (PC) and poly-methylmethacrilate (PMMA) shows that electrical poling enhances electrical conductivity. Besides the increase of the magnitude of electrical conductivity, a hysteresis loop is obtained. The effect of poling depends on guest molecules as well as host polymers. The increase in conductivity is higher in DAN/PC than in DAN/PMMA. This is due to the higher poling efficiency of DAN molecules in PC Fizik Optik yüzeylerde, ışığın geri yansıması, cihaz performansını düşürdüğü için istenmeyen bir durumdur. Işık yayan diyotlar (LED), güneş pilleri ve optik elemanların yüzeylerinde ışığın geri yansımasını azaltıp geçişini arttırmak üzere çeşitli geri yansıtmasız kaplamalar geliştirilmektedir. 1-3 Çoğu geri yansıtmasız yüzey, tekli/çoklu katmanlar halinde ince dielektrik filmlerdir ve yüzeyden geri yansıyan ışık ışınlarının yıkıcı girişimleri sonucu şiddetlerinin düşmesini temel almaktadır. Bununla beraber, bu yüzeylerin sağlamış olduğu geri yansıtmasız yüzey özelliği, gelen ışığın açısına bağlı olarak değişmekte ve dar bir dalga boyu aralığında çalışmaktadır. Bu kısıtlamaları yenmek amacıyla kırılma indisinin dereceli olarak düştüğü çok katmanlı tabakalar veya geri yansıtmasız yapıları içeren kaplamalar kullanılmaktadır. Geri yansıtmasız yapıların oluşumuna ilham veren örnekleri doğada görmek mümkündür. Kelebekler veya güveler gibi çeşitli gece böceklerinin gözleri açıdanbağımsız geri yansıtmasız özellik göstermektedir ve çok sayıda sıralı olarak dizilmiş iğne gibi yapılar içermektedirler. 33 Bu çalışmada, cam yüzey üzerinde hidrojen silsesquioxane (HSQ) nanoçubuklar üretilmiştir. Çalışma nanobaskı litografi (NBL) metodunun kullanılmasını temel almıştır ve alüminyum oksit (AAO) membranlar taşıdıkları üstün özelliklerden dolayı her iki yöntemde de farklı amaçlarla kullanılmışlardır. AAO membranlar, yüksek yoğunluklu sıralı gözenekleri ve altıgensel simetriye sahip esnek yapıları ile bir çok uygulamada şablon olarak kullanılmaktadırlar. Böylece, istenilen şekilde, periyodik düzende ve boyutta nano yapıların üretilmesine olanak kılmaktadırlar. Bu çalışmanın diğer bir avantajı ise, NBL kullanılarak nano yapıların üretilmesidir. Bu yöntem kolay ve yüksek çözünürlükle beraber düşük maliyetli olmasıyla geri yansıtmasız yüzeylerin elde edilmesinde yarar sağlamaktadır. HSQ ise NBL de, oda sıcaklığında kullanılabilmesi ve herhangi bir ek işlem gerektirmemesi

48 nedeniyle seçilmiştir. Ayrıca, polimerleştirilmiş HSQ filmleri, nm dalga boyu aralığında 1.43 ile 1.40 arasında değişen kırılma indisleri ile tek katmanlı geri yansıtmasız kaplamaların özelliklerini göstermektedirler. Birinci yönteme göre, üretim oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. AAO membranlar bu yöntemde birer şablon olarak kullanılmıştır. HSQ cam altlık üzerine döndürerek kaplama cihazı ile kaplanmıştır. AAO membranlar mika altlık üzerine, açık olan gözenekleri üste gelicek şekilde yerleştirilmiştir. HSQ kaplı cam altlık ile AAO membranlar FTIR numune hazırlama cihazında psi basınç altında bir araya getirilmiş ve AAO membran cam yüzeye aktarılmıştır. Daha sonra membran fosforik asit çözeltisinde ortamdan uzaklaştırılarak, HSQ nanoçubukların üretimi tamamlanmıştır. Üretilen HSQ nano çubuklar açıdan-bağımsız geri yansıtmasız özellik göstermektedir ve ortalama yansıma oranı görünür bölgede ( nm) %2 nin altında tesbit edilmiştir. 4 FOTONİK 2012 Yapılan simülasyonlara göre, cam altlık üzerinde çift taraflı olarak elde edilen konik HSQ nano çubukların ışık geçirgenliği %99 olarak saptanmıştır. Bu amaçla ikinci yöntemde konik HSQ nanoçubukların üretilmesi hedeflenmiştir. AAO membranlar bu yöntemde şablon değil maske görevi görmektedir. Şablon görevini yerine getirecek malzeme ise silikon devre levhasıdır. Tek tarafındaki gözenekleri açık olan AAO membranlar gözeneklerin kapalı olduğu taraf yukarı gelicek şekilde silikon devre levhasının üzerine yerleştirilmiştir. Öncelikle Ar plazma kullanılarak 10 mtorr basınç altında indükleyici birleştirilmiş plazma (ICP) ile gözeneklerin kapalı olan tarafı açılmıştır. Daha sonra, maske görevi gören membran yardımıyla üç basamaklı olarak, farklı basınçlarda ICP ile Ar/Cl 2 karışımı altında silikon altlığın aşındırılması gerçekleştirilmiştir. Üç basamak içinde optimize edilen basınç ve basınç süreleri sonucu, konik yuvalar içeren silikon devre levhasının aşındırılması tamamlanmıştır. AAO membran fosforik asit ile ortamdan uzaklaştırılarak silikon kalıp elde edilmiştir. Bu yöntemin son aşamasında planlanan, birinci yöntemde olduğu gibi NBL kullanılarak cam yüzey üzerine kaplanmış HSQ ile silikon kalıbın optimum basınç altında bir araya getirilerek konik HSQ nanoçubukların üretimidir. Şekil 1. Q u u ( ) ö v ( ) ö. ( ) ö ö Q u u ö (d) ö d u s (ö = 200 ) Anahtar kelimeler: Geri yansıtmasız yüzeyler, AAO membranlar, Nanobaskı litografi Kaynaklar: [1] C. H. Sun, B. J. Ho, B. Jiang, and P. Jiang, Opt. Lett. 33, 2224 (2008). [2] C. Y. Park, J. M. Lim, J. S. Yu, and Y. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 96, (2010). [3] X. T. Zhang, O. Sato, M. Taguchi, Y. Einaga, T. Murakami, and A. Fujishima, Chem. Mater. 17, 696 (2005). [4] H. Deniz, T. Khudiyev, F. Buyukserin, and M. Bayindir, Appl. Phys. Lett. 99, (2011). 34 Geliştirilen konik nanoçubukların üretim yönteminin, tek bir malzemeye bağlı kalmaksızın farklı malzemeler ile de çalışılması düşünülmektedir. Özellikle, kızılötesi bölgede çalışma imkanı sağlayan kalkojen malzemeler ile çeşitli optik elemanlarda kullanılması amaçlanan yüzeylerin geliştirilmesi planlanmaktadır.

49 FOTO-UYARIMLI ZAMAN EKSENLİ TERAHERTZ SPEKTROSKOPİ ÇALIŞMALARI 1 2 D. Köseoğlu 1, H Berberoğlu 2, T. Çolakoğlu 2, H. Altan 2 Ü v s s, L s L uv, 34450, s u D u Ü v s s, ö, 06800, devrim.koseoglu@gmail.com Bu çalışmada moleküler hüzme epitaksi yöntemi ile büyütülmüş katkısız GaAs örneklerin zaman eksenli terahertz spektroskopisi yöntemi ile karakterizasyonları fotouyarılma altında incelendi. Foto-iletken anten ile terahertz alanı oluşturan ve elektro-optik belirleme yöntemi ile ölçüm yapan bir THz sistemi ile foto-uyarılma altındaki örneklerin mobilite gibi kritik parametrelerindeki değişmeler incelendi. Spektroskopik yöntem sonuçları, foto-uyarılmış Hall Etkisi ve van der Pauw teknikleri ile elde eldilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Analizlerde, terahertz sistemlerinde sıkça görülen etalon etkilerinin kaldırılmasını sağlayan bir algoritma kullanıldı. Sonuç olarak, sayısal algoritma ile desteklenen zaman eksenli terahertz spektroskopi yöteminin foto-uyarılmış örneklerin kontaksız karakterizasyonu için elverişli bir teknik olduğu gösterildi. Anahtar sözcükler: Foto-uyarılma (photo-excitation), zaman eksenli terahertz spektroskopisi (THz-TDS), foto-iletken anten, elektro-optik belirleme, Drude Modeli, Teşekkür: Bu çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenmektedir. Kaynaklar: [1] D. Grischkowsky, et al., JOSA-B, 7, , 1990 [2] Q. Wu and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett., 67, , 1995 [3] G. Zhao, et al., Rev. Sci. Instrum., 73, , 2002 [4] T.D. Dorney, et al., JOSA-A, 18, , 2001 [5] Naftaly and M., Miles, R.E., Opt. Commun., 280, , 2007 [6] L.J. van der Pauw, Philips Res. Repts.,13, 1-9, 1958 [7] ASTM International, F76-08, 2002 [8] T. Bauer, et al., Semicond. Sci. Technol., 18, 28-32, 2003 [9] D. Koseoglu, H.H. Gullu, and H. Altan, Journal of Physics: JPCS, 193, , 2009 DOĞRUSAL OLMAYAN FOTONİK UYGULAMALAR İÇİN KALKOJEN CAMLAR ÜZERİNDE REZONANT ANTEN TASARIMI VE ÜRETİMİ H. Duman 1,2, T. Khudiyev 1,2, B. Dağlar 1,2, M. C. Kılıç 3 and M. Bayındır 1,2,4 1 UNAM-U us N j, Ü v s s 2 4 v N j s s, Ü v s s 3 ASELSAN ö, Ü v s s duman@bilkent.edu.tr Optik nanoantenler rezonans durumlarında elektromanyetik dalgaları dalga boyundan daha küçük hacimlere yoğunlaştırabilen metal yapılardır [1]. Plazmonik nanoantenlerin biyolojik ve kimyasal algılamalar, tek molekül spektroskopisi, geniş bantlı ışık üretimi ve yönlendirilmesi gibi uygulama alanları vardır [2-4]. Plazmonik rezonant nanoantenlerin elektromanyetik alanları yoğunlaştırabilmesi ve kalkojen camların yüksek doğrusal olmayan indisi sayesinde düşük eşik değerli, geniş bantlı ışık, dalga boyunun altında, çip ölçeğinde üretilebiliyor. Plazmonik nanoyapılarda düşük pompalama gücü ile yeni frekansların oluşturulması kompakt ışık kaynakları üretilmesinin önünü açarak tek moleküll spektrokopisi, optik sinyal işleme ve geniş bant lazerler gibi uygulama alanları bulabilir [5]. 35

50 Simülasyon sonuçlarının ümit verici olması dolayısı ile tasarlanan yapıları elektron ışın litografisi ve kimyasal yöntemler kullanarak ürettik. Elektron ışın litografisi yöntemi ile tasarladığımız iki yapıyı üretmeyi başardık. İlk tasarımımızda kare kesit alanına sahip antenler kolkojen cam üzerine yerleştirildi. İkincisinde ise Si alttaş üzerinde üretilen antenlerin üzerine termal buharlaştırma yöntemi ile As 2 Se 3 kaplayarak üretimi kolaylaştırdık. Bu üretim yönteminin avantajı istenilen boyutlardaki aygıtların düzenli bir şekilde üretilebilmesidir. Dairesel kesit alanına sahip antenleri ise kimyasal yöntemler kullanarak ürettik. Bu üretim tekniği aynı anda ve kısa sürede birçok antenin sıvı içerisinde üretimine imkan sağladığı için geniş alan uygulamalarına uyumlu olması avantajına sahip. Son olarak anodize aluminyum oksit membranları kullanarak, kısa süreli elektrik darbeleri vasıtasıyla elektro kimyasal olarak dairesel kesitli nanoantenleri istediğimiz ebatlarda üretmeyi başardık. Tüm bu üretim tekniklerini çeşitli denemeler yaparak optimize ettik. Şekil 1. ( ) j d s s s p ös. ( ) u u d d fs v u u u u s s s u. ( ) litografisi ile As 2 Se 3. (d) Üretilen nanoanten dizileri. Bu çalışmada doğrusal olmayan optik mekanizmaların düşük eşik değerlerde başlatılması için plazmonik nanoanten kalkojen cam kombinasyonları önerdik. Bu sistemlerde nanoantenler dairesel veya kare kesit alanına sahip şekilde kalkojen camın üzerinde veya cam ile Si alttaş arasına yerleştirilmiş şekilde bulunuyor. Tüm farklı tasarımlar için FDTD simülasyonları yaparak antenlerin boyut ve şekillerini alttaşın ve ortamın kırılma indisine göre optimize ettik. Antenlerin yakın çevresinde rezonans davranışları ve optik olarak yüksek nanlineeriteye sahip kalkojen camın doğrusal olmayan tepkisi incelendi. Rezonans durumda altın çubuk ve As 2 Se 3 cam arasında oluşan güçlü alan birikimi 3 W/µm 2 gibi düşük eşik değerinde üçüncü harmonik oluşumunun eşlik ettiği, gelen ışık etrafında tayfsal genişlemenin başlangıcını tetikliyor. Sonuç olarak, rezonans nanoantenlerin yakın bölgelerinde ışığı optik olarak yoğunlaştırması sayesinde doğrusal olmayan etkilerin gözlemlenebilmesi için gerekli olan eşik değeri düşürülerek 500 nm den daha fazla bir tayf genişlemesi elde edildi. Bu aşamadan sonra üretilen nanoantenler kullanılarak simülasyon sonuçları optik ölçümler ile teyit edilmesi hedefleniyor. Anahtar kelimeler: Plazmonik nanoanten, Doğrusal olmayan optik, Kalkojen camlar, Geniş bantlı ışık üretimi Kaynaklar: [1] P. Mühlschlegel, H. J. Eisler, O. J. F. Martin, B.Hecht, D. W. Pohl, Resonant optical antennas, Science, vol. 308, page 1607 (2005). [2] Mark L. Brongersma, Engineering optical nanoantennas, Nature Photonics, vol. 2, page270 (2008). [3] L. Tang, S. E. Kocabas, S. Latif, A. K. Okyay, D. S. L. Gagnon, K. C. Saraswat and David A. B. Miller, Nanometre-scale germenium photodetector enhanced by a near-infrared dipole antenna, Nature Photonics, vol. 2, page 226 (2008). [4] S. Kim, J. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim and Seung-Woo Kim, High-harmonic generation by resonant plasmon field enhancement, Nature, vol. 453, page 757 (2008). [5] D. I. Yeom, E. C. Magi, M. R. E. Lamont, M. A. F. Roelens, L. Fu and Benjamin J. Eggleton, Low-threshold supercontinuum generation in highly nonlinear chalcogenide nanowires, Optics Letters, vol. 33, page 660 (2008). 36

51 Nonlinear chirped-pulse amplification of a soliton-similariton laser to ~1 µj at 1550 nm Fig. 1. Schematic drawing of the experimental setup; MPC, multiple pump signal combiner; DCF, double-clad fiber, WDM, wavelength-division multiplexer. E. Dülgergil 1,3, E. Ilbey 2, I. Pavlov 2, B. Öktem 2, S. Yavas 2, A. Rybak 2,4, Z. Zhang 2, F. Ömer Ilday 2 1 DEPARTMENT OF P Y C, Middle East Technical University (METU), Ankara, Tutkey 2 Department of Physics, Bilkent University, TR Ankara, Turkey 3 Meteksan Savunma Inc., Ankara, Turkey 4 Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine ebrud@fen.bilkent.edu.tr We report the development of an all-fiber-integrated nonlinear chirped-pulse amplifier (NL-CPA) system at 1.55 µm. The amplifier is seeded by a soliton-similariton Erdoped fiber laser oscillator [1]. The system produces chirped pulses with 3.3-µJ energy, which are compressed to 740 fs with 0.82 µj energy. The shortest pulse duration that can be achieved with this system due to partial compensation between self-phase modulation (SPM) and third order dispersion (TOD) [2] is 550 fs obtained for 1.2 µj pulse energy which is consistent with simulation results. The amplifier output is through standard singlemode fiber (SMF-28). To the best our knowledge, this is the highest pulse energy with strictly singlemode operation at 1550 nm. Since beam propagation everywhere in the amplifier is waveguided in fiber or fiberized components until the grating compressor, we expect this robust, misalignment free system to be of use in various application requiring high pulse energy, low repetition rate pulses at an eye-safe wavelength. Fig. 2. ( ) su d p sp f s d (, d s d ) d 2 µj, p f d output (red, solid line). (b) Measured autocorrelation result after dechirping yielding 740-fs pu s du w 0.82 µj. I s s ws -range autocorrelation where the satellite pulses are due to birefringence of the AOM Keywords: Nonlinear chirped-pulse amplification, Er-fiber amplifier References: [1] B. Oktem, C. Ülgüdür and F. Ö. Ilday, Soliton-similariton fibre laser, Nature Photon. 4, 307 (2010). [2] S. Zhou, L. Kuznetsova, A. Chong, and F. Wise, Compensation of nonlinear phase shifts with third-order dispersion in short-pulse fiber amplifiers, Opt. Express 13, 4869 (2005). 37

52 Yarıiletken Kristal X ışını Algılayıcıları ve Kullanım Alanları E. Kalemci 1, A. Atasever 1, H. Şahin 2, İ. Kuvvetli 3 1. Ü v s s 2. N s I.,, 3. Danish Technical University, Space ekalemci@sabanciuniv.edu X ışınlarının yönünü ve enerjisine algılamak için kullanılan bir çok algılayıcı türü mevcuttur. Bu algılayıcılar tıpta görüntüleme, savunma, astrofizik gebi bir çok alanda kullanılmaktadır. Laboratuvarımızda CdZnTe yarıiletken kristalleri kullanılarak astrofizik amaçlı yüksek enerjili (>10 kev) X ışın algılayıcı sistemleri üretilmektedir.. Bu kristaller üzerine çeşitli elektrot geometrileri kaplanmakta ve sistemlerin kalibrasyonları yapılarak en iyi elektrot geometrisi tasarımı benzeni yöntemleri de kullanılarak bulunmaya çalışılmaktadır. Şu aşamada astrofizik amaçlı üretilen sistemlerin okuma elektroniği üzerine de çalışmalar devam etmektedir. Kodlanmış maske tekniği ile görüntüleme yapılması düşünülen sistemle ilgili bilgiler verilecek ve genel olarak bu tip algıların kullanım alanları tartışılacaktır. Anahtar kelimeler: X ışın algılayıcıları, CdZnTe, kodlanmış maske Design, Analysis and Optimization of Photonic Crystal Demultiplexer with Ring Resonators Emrah Guven, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Department of Engineering Physics, Faculty of Engineering, Ankara University, Ankara, Turkey emrahguven88@gmail.com All-optical devices for signal processing as filtering, routing, switching, demultiplexing and modulating have received very much attention. Photonic crystals provide a promising platform for these applications due to their photonic band gap effect. In this work, a highly efficient photonic crystal ring resonator (PCRR) based wavelength demultiplexer is proposed for demultiplexing three optical communication wavelengths. The square and hexagonal ring resonators are obtained by removing a ring shape of columns from a square lattice of dielectric rods. Demultiplexing of three wavelength channels is achieved by modifying the properties of two ring resonators in two dimensional photonic crystal structure. The band structures are obtained with the BandSolver and the transmission spectrums are calculated with the finite-difference timedomain module of the CrystalWave software package [1]. The radius of the rods in the coupling region is optimized by considering the radius of the rods as free parameters in the Kallitos optimization tool of Photon Design program [1]. 38 Fig. 1. The electric field pattern of double ring PCRR based demultiplexer.

53 Keywords: photonic crystals, photonic crystal waveguides, ring resonators, demultiplexer. Acknowledgement : We gratefully acknowledge Ankara University for the financial support (BAP project 12B ). References: Yüksek hassasiyetle malzeme işleme için 15 W, 30 MHz, 50 ps Yb-katkılı fiber lazer-yükselteç sistemi 1 Bülent Öktem 1, Emre Yağcı 2, *, Ozan Aydın 2, Koray Eken 2, F. Ömer Ilday 3 v N j s s, Ü v s s, 06800, [1] PhotonDesign, CrystalWave, [2] Optics Communications 285 (2012) L,.Ş., 06800, ö, Ü v s s, 06800, *emre.yagci@fiberlast.com.tr Son on yılda lazer ile malzeme işleme uygulamaları büyük bir hızla gelişmekte ve yaygınlaşmaktadır. Yüksek hassasiyete dayalı mikroişleme, güneş pillerinin fabrikasyon sırasında hasarsız kesilmesi ve kenar izolasyonlarının gerçekleştirilmesi, sert endüstriyel malzemelerin ve ısıya hassas biyomedikal malzemelerin mikroişlenmesi (örneğin, stentler) ve elektronik devrelerin, mikroçiplerin şekillendirilmesi uygulamaları büyük önem kazanmaktadır. Yüksek hassasiyetle mikroişleme için nanosaniye ve daha uzun atımlı lazerler, oluşan termal etkiler nedeniyle uygun olmamakta, daha kısa atımların kullanılması gerekmektedir. Isıl etkilerin minimize edilmesi için pikosaniye atımlarla malzeme işleme uygulamaları, gelişen lazer teknolojisine paralalel olarak gittikçe daha fazla ilgi çekmektedir [1-3]. Isınma olmaksızın malzeme işleme uygulamaları yaklaşık 10 pikosaniye veya daha kısa atımlar gerektirmekle birlikte, malzeme işleme hızı da nanosaniye atımlara göre kat daha yavaştır. 100 ps mertebesinde atımlar ısıl etkileri büyük oranda elimine edip, işlem hızında nanosaniye atımlara daha yakın performans göstererek cazip bir ara rejim oluşturmaktadır. 39 Bu çalışmada yüksek hassasiyette malzeme işlemek için 50-ps Yb-katkılı fiber lazer yükselteç sistemi geliştirilmiş ve çeşitli malzemeler üzerinde uygulamalar yapılmıştır. Fiber lazer sistemi, salt normal saçılımlı, kip kilitli, 30 MHz tekrar frekansındayb- katkılı fiber lazer salıngacı, fiber atım uzatıcı ile birlikte önyükselteç ve güç yükseltecinden oluşmaktadır (Şekil 1). Salıngacın çıkış portundan, merkez dalgaboyu 1062 nm olan (Şekil 2a) 65 mw güce sahip, 2.2 nj enerjili atımlar elde edilmiştir. Salıngaçtan elde edilen atımlar, atım başına daha fazla enerji depolanabilmesi için 100 m lik HI-1060 tek kipli fiberden geçirilerek yaklaşık 62 ps ye genişletilmektedir. Genişletilen atımlar, 300 mw lık pompa diyot lazeri ve 50 cm uzunluğunda Yb-katkılı kazanç fiberinden oluşan

54 önyükselteçte 270 mw güç değerine çıkarılmıştır. Yüksek güçlü lazer yükselteç sistemi 25 W optik güce ve çok kipli fiber çıkışına sahip lazer diyot, 2-kapılı çok-kipli pompa-sinyal birleştirici (MPC) ve Yb-katkılı çift kılıflı (DC) kazanç fiberinden oluşmaktadır. Lazer yükselteç sisteminin çıkışından elde edilen lazer parametre değerleri aşağıdaki Tablo 1 de özetlenmiştir. Salingaç ve yükselteç çıkışından ölçülen ışık tayfı, otokorelasyon sinyali, çıkış gücünün pompa gücüne göre grafiği Şekil 2 de gösterilmektedir. Geliştirilen fiber lazer yükselteç sistemiyle alimünyum, paslanmaz çelik, kot kumaşı ve silikon plaka üzerinde çeşitli mikro desenler oluşturulmuştur (Şekil 3). Bu örnekler üzerinde termal etkiler gözlemlenmemiştir. FOTONİK Şekil 2. ( ) v s ( ) p u d ö f, ( ) 15 W p u d d s s, (d) s p p ö f Şekil 1. s s - s d s. Tablo1: Yükselteç çıkışındaki lazer parametre değerleri. Lazer Parametreleri Ortalama Güç (W) Tekrar Frekansı (MHz) Atım Uzunluğu (ps) Atım Enerjisi (μj) TepeGüç (kw) Yükselteç Şekil 3. u, p s, u (d ) v s p d ps u u u u s v d s ö.

55 Anahtar kelimeler: pikosaniye lazer, fiber lazer, malzeme işleme, lazer mikroişleme Kaynaklar: [1] L. Shah, M. E. Fermann, J. W. Dawson, and C. P. J. Barty, Opt. Express 14, (2006). [2] P. Gečys, G. Račiukaitis, E. Miltenisa, A. Braun, and S. Ragnow, Phys. Procedia 12, (2011). [3] P. Molian, B. Pecholt, and S. Gupta, Applied Surface Science 255 (8), (2009). Nanosaniye Fiber Lazerle Renkli Markalama Emre Yağcı 1, *, Bülent Öktem 2, Y. Ozan Aydın 1, Koray Eken 1, F. Ömer Ilday 3 1 L,.Ş., 06800, 2 v N j s s, Ü v s s, 06800, 3 ö, Ü v s s, 06800, *emre.yagci@fiberlast.com.tr Lazerle renkli markalama uygulaması son yıllarda ortaya çıkan ve endüstriyel uygulama potansiyeli yüksek bir konudur. Lazerle renkli markalama, işlem sonrasında metal üzerinde kalıcı renklerin oluşturulması, kimyasal madde gerektirmemesi, ucuz olması ve tek adımda gerçekleştirilmesi gibi diğer boyama tekniklerine göre önemli avantajlara sahiptir [1,2]. Metal üzerinde renklendirme işleminin temel mekanizması metal yüzeyin üzerinde kontrollü bir şekilde ince oksit film tabakasının oluşturulmasıdır. Bilindiği gibi birçok malzeme hava ile temasa geçtiğinde kendiliğinden oksitlenme eğilimi gösterir, sürecin hızı sıcaklık ve ortamdaki oksijen yoğunluğu ile ilişkilidir. Oluşan ince metal-oksit tabakaları görünür dalgaboylarında büyük oranda geçirgendirler ve yüksek kırınım indislerine sahiptirler. İnce filmin kalınlığı proses parametreleri tarafından belirlenir. Oluşan filmin kalınlığı ve film üzerine dalgaboyu mertebesindeki yapılar algılanan rengi belirlemektedir. İnce filmde oluşan girişim etkisi basit olarak Şekil 1 de gösterilmiştir. İnce film beyaz ışık ile aydınlatıldığında, metal üzerinde gözlenen rengi yapıcı ve yıkıcı girişimlerin bütünlüğü belirler. 41 Lazer ışını açısından, metal üzerinde farklı kalınlıklarda ince filmler oluşturulması sürecine etki eden birçok parametre vardır. Bu parametreleri ortalama güç, tekrar frekansı, atım uzunluğu, tarama hızı, tarama sıklığı, odak çapı olarak sıralayabiliriz. Bu parametreleri hassas bir şekilde ayarlayarak, işlem yapılan bölgenin yüzey sıcaklığını sabit tutmak, homojen ince oksit film oluşturmak ve birim alana aktarılan enerjiyi ayarlayarak ince film kalınlığını kontrol etmek, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için gereklidir. Bu nedenlerle lazer sisteminin atım uzunluğu ve güç miktarı gibi parametrelerinin hem kısa dönem (<1 s) hem de uzun dönem (>1 s) kararlılığı, sırasıyla, işleme anında etkileşim mekanizmasının sabit tutulması ve işlenen geniş bir yüzeyde tekdüzeliğin sağlanması için önemlidir. Metal üzerinde renklendirme yapabilmek için lazer parametrelerinin birbirinden bağımsız olarak

56 ayarlanması önemlidir. Endüstriyel markalama uygulamaların kullanılan nanosaniye atımlı lazerlerin büyük çoğunluğu Q-anahtarlamalı olup, bu tip lazerlerde atım süresi, enerjisi ve tekrar frekansı birbirine bağlı olduğundan renklendirme optimizasyonuna uygun değillerdir. Buna karşın, son yıllarda geliştirilen, elektronik olarak sürülen direk diyot modülasyonuna sahip master-oscillator power-amplifier (MOPA) mimarili fiber lazerler, tüm bu parametrelerin birbirinden bağımsız olarak ayarlanmasına uygundur. FOTONİK 2012 Bu çalışmada kendi geliştirmiş olduğumuz MOPA mimarili bir fiber lazer sistemi (FLAST-NanoMark-25W) kullanılmıştır (Şekil 2). Ön optimizasyon yapıldıktan sonra Tablo 1 de belirtilen parametreler sabit tutulup tarama hızı mm/s arasında değiştirilerek paslanmaz çelik üzerinde renk matrisi ve farklı renklere sahip desenler oluşturulmuştur (Şekil 3). Farklı malzemeler için malzeme işleme parametrelerinin yeniden optimizasyonu gerekmektedir, ancak MOPA mimarisi sayesinde bu işlem kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Şekil 2. s s s d ; C -kipli pompa-s s, L d f, DC f - f f. Tablo1. Nanosaniye fiber lazerle renkli markalama parametreleri Lazer İşleme Parametreleri Ortalama Güç (W) Tekrar Frekansı (khz) Atım Uzunluğu (ns) Atım Enerjisi (µj) Tepe Güç (kw) Tarama Sıklığı (µm) Şekil 3. s d ö f f Anahtar kelimeler: nanosaniye lazer, fiber lazer, renkli markalama Kaynakça: Şekil 1. L u u u f d prensibi. [1] A. Lehmuskero, V. Kontturi, J. Hiltunen, and M. Kuittinen, Appl Phys B 98, (2010). [2] Md. Shamim Ahsan, Y. G. Kima, and M. S. Leea, Proc. of SPIE Vol (2011).

57 PLAZMONİK İNCE-FİLM DÜZLEMSEL AYNALAR İLE KIRINIM SINIRININ ÖTESİNDE OPTİK BENEKLER ELDE EDİLMESİ A1. Erdem Öğüt, A2. Kürşat Şendur Ü v s s, d s v D s, d s, 34956, - u, s u eogut@sabanciuniv.edu, sendur@sabanciuniv.edu Kırınım sınırının ötesinde boyutları olan optik benekler ısı destekli manyetik kayıtlama [1] teknolojisine yol açarak hard disk sürücülerinde önemli bir performans artışı sağlamıştır. Optik benekleri oluşturan yapıların [2] düzlemsel geometriye sahip olması yapıların seri üretimi ve çeşitli düzlemsel yapılarla birleştirilmesi açısından gereklidir. Bu çalışmada, bir plazmonik ince-film parabolik ayna ile boyutları kırınım sınırının ötesinde olan optik benekler elde edilmiştir. İnce-film parabolik ayna, quartz/altın/dielektrik/altın katmanlarından oluşmaktadır. Gelen dalgaboyu λ = 633 nm dir. Parabolik aynanın kenarları ile sınırlanan yüzeyindeki elektrik alan dağılımı E(x, y = 0, z) 2 Şekil 1(a) da görülmektedir. Görüldüğü gibi, yapının odak noktasında boyutu 216 nm olan bir optik benek elde edilmiştir. Şekil 1(b) de, parabolik aynanın katmanlı yüzeyindeki elektrik alan E(x, y, z = 0) 2, 80 nm kalınlığındaki dielektrik içerisinde sınırlandırılmıştır. Özetle, bir plazmonik ince-film ayna ile kırınım sınırının ötesinde optik benekler elde edildiği gösterilmiştir. Şekil 1. Plazmonik ince-f d d. ( ) p v ( ) p belirtmektedir. Anahtar kelimeler: Isı Destekli Manyetik Kayıtlama, Parabolik Ayna, Yüzey Plazmonları. Kaynaklar: [1] Challener W. A. Peng C., Itagi A. V., Karns D., Peng W. et. al., Heat-assisted magnetic recording by a near-field transducer with efficient optical energy transfer, Nature Photon., 3, , (2009) [2] Challener W. A., Mihalcea C., Peng C. ve Pelhos K., Miniature planar solid immersion mirror with focused spot less than a quarter wavelength, Optics Express, 13 (18), , (2005) 43 (a) (b) (b)

58 175 µm 125 µm Tutunan hücre sayısı 75 µm Düz plaka FOTONİK Paslanmaz Çelik Yüzeylerde Femtosaniye Lazer ile Mikro ve Nanoyapıların Oluşturulması ve Biyolojik Uygulamaları iki MKH HUVEC Fibroblast E. Akman a, H. Kenar b, B.Genc Oztoprak d, M. Gunes c, E. Kacar a, O. Gundogdu c, A.Demir c a Ü v s s, L j v U u, Y ö,, b ö v G d v v U u, Umuttepe, Kocaeli, Düz Plaka c Ü v s s, - p s d s, U u p,, d BEAM Ar-G p, L j L d. Ş., Y ö,, Yüzeylerinde oluşturulan mikro ve nanoyapılar sayesinde fonksiyonel malzemeler üretmek son zamanlarda üzerinde yoğun çalışmalar gerçekleştirilen alanlar arasında yer almaktadır. Malzeme yüzeyinde gerçekleştirilen modifikasyon ile malzemelerin mekanik, optik, kimyasal özelikleri değiştirilerek malzemelerin uygulamalardaki verimlilikleri arttırılmaya çalışılmaktadır. Lazer ile yüzey işleme çalışmalarının önemli uygulamalardan biri implant yüzeylerinin işlenerek hücrelerin bağlanmasını arttırmaktır. İmplant malzemelerin yüzey topolojisi, hücrelerin biyomalzemelere bağlanmasında önemli rol oynadığı bilinmektedir. Bu çalışmada femtosaniye atım uzunluğuna sahip lazer kullanılarak yüzeyleri işlenen 316L paslanmaz çelik plakalarda, kemik öncülü kök hücre ve kemik dokusu (Osteogenesis) oluşumu ve büyüme davranışları belirlenmeye çalışıldı. Hücre davranışlarının incelenmesi amacı ile yüzeyler 50 mm/s hızda 75 µm, 125 µm ve 175 µm aralıklı çizgiler halinde işlendi. Lazerle işlenmiş plakaların üzerine insan kemik iliği ortamında bulunan hücre türleri (sünnet derisinden izole edilmiş fibroblast hücreleri, insan kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücreleri (iki MKH) ve insan göbek bağı veni kaynaklı endotel hücreleri (HUVEC)) ekildi ve 24 saat sonunda WST testi ile hücre tutunması değerlendirildi. WST testi sonuçlarına göre düz plakalara en çok fibroblast hücreleri tutunurken, yüzeyleri lazerle işlenmiş plakalarda fibroblast hücrelerinin tutunma oranının azaldığı belirlendi. Fibroblast hücrelerinin aksine iki MKH ve HUVEC hücrelerinin tutunma oranının arttığı gözlendi. Lazerle işlenmiş plakalar üzerindeki hücre tutunması kendi aralarında değerlendirildiğinde iki MKH ve fibroblast hücrelerinin tutunma oranı açısından anlamlı bir fark göstermediği, HUVEC hücrelerinin 175 µm aralıklarla işlenmiş yüzeyde daha çok tutunduğu belirlendi. Şekil 1 de düz plakalar ve lazerle işlenmiş plakalar (75, 125, 175) üzerinde 24 saat sonunda tutunan hücre sayıları ve SEM görüntüleri yer almaktadır. 0 iki MKH HUVEC Fibroblast Şekil 1. D p v p (75, 125, 175) d 24 s s u d u u s 44

59 316 Paslanmaz Çelik Yüzeylerde Femtosaniye Lazer ile Oluşturulan Mikro ve Nanoyapıların Su Tutmazlık Davranışı Üzerindeki Etkisi FOTONİK 2012 b a E. Akman a, B.Genc Oztoprak c, M. Gunes b, E. Kacar a, O. Gundogdu b, A.Demir b Ü v s s, L j v U u, Y ö,, Ü v s s, - p s d s, U u p,, c BEAM Ar-Ge Optik, L j L d. Ş., Y ö,, a) d= a) 20 d= µm 20 µm b) d= b) 40 d= µm 40 µm Lazer aşındırma yönteminin kullanıldığı önemli uygulamalardan biri malzemelerin yüzeylerinde oluşturulan mikro ve nanoyapılar ile fonksiyonel yüzeylerin elde edilmesidir. İlk olarak Birnbaum tarafından gözlemlenen fizik, kimya ve malzeme bilimi alanlarında oldukça geniş uygulama alanı bulan lazer kaynaklı periyodik yüzey yapıları (LKPYY) üzerine yoğun çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Atımlı lazerler ile gerçekleştirilen bu çalışmaların ana hedefi malzemelerin fiziksel, kimyasal, mekanik ve hatta biyolojik özeliklerini kontrol etmek ve geliştirmektir. Bu çalışmada periyodik yüzey yapıları elde etmek için yüzeyler 10 mm/s hızda 20 µm, 40 µm, 80 µm ve 160 µm aralıklı çizgiler halinde işlendi. Üretimden hemen sonra örneklerin temas açı ölçümleri gerçekleştirildiğinde işlenmemiş yüzeyin temas açısı 75 iken, yüzeyi işlenmiş tüm örneklerin su tutan (hidrofilik) bir özelik gösterdiği ortaya çıkmıştır. Üretimden 86 gün sonra yapılan ölçümlerde 20 µm aralıklarla yapılan örnekler üretimden hemen sonra olduğu gibi tamamen su tutan (hidrofilik) bir özelik gösterirken, 40 µm aralıklarla yapılan örnek su tutma özeliği cihazın ölçemeyeceği düzeydedir. 80 µm aralıklarla yapılan örneklerin üretimden 86 gün sonra temas açıları ortalama 141 olarak ölçüldü. Benzer olarak 160 µm aralıklarla yapılan örneklerin 86 gün sonundaki kontak açı değerleri ortalama 153 olarak ölçüldü. Üretimden 186 gün sonra temas açı ölçümleri tekrarlandığında 20, 40, 80 ve 160 µm aralıklı örnekler için sırasıyla 72, 109, 147 ve 148 olarak ölçüldü. Literatür incelendiğinde birçok çalışmada lazer ile modifiye edilmiş yüzeylerin gösterdiği su tutmaz özeliğinin nedeni lazerin etkisi ile yüzeylerde oluşan pürüzlülük olarak belirtilmektedir. Yapılan bu çalışmada yüzey modifikasyon işleminin hemen ardından yüzeylerin su tutmaz davranışın aksine su tutan özelik göstermesi pürüzlülüğe ek olarak farklı mekanizmalarında su tutmazlık davranışta etkin olduğunu göstermektedir. İşlenmiş yüzeylerde meydana gelen su tutma özeliğinin nedenini belirleyebilmek için yüzeylerde X-Işın Fotoelektron Spektroskopi ölçümleri gerçekleştirildi. Yapılan ölçümlerde yüzeyde var olan karbon ve Oksijen elementi oranlarında dikkate değer bir farklılık olduğu dikkati çekmektedir. c) d= c) 80 d= µm 80 µm d) d= d) 160 d= 160 µm µm Şekil 1. Y 10 /s d ) 20 µ, ) 40 µ, ) 80 µ d) 160 µ u u d p s X s u. 45

60 FEMTOSANİYE LAZER İLE TARİHİ ESER TEMİZLENMESİ T. Ersoy 1, T. Tunay 1, M. Uguryol 2, G. Mavili 3, S. Akturk 1 1 s u Ü v s s,. ö, s, s u 2 Y d Ü v s s, v Y p Y, 34349, s u FOTONİK Ü v s s, G s ö, d, s u akturk@gmail.com Tarihi ve sanat eserlerin temizlenmesi, bu eserlerin korunması sürecinin önemli bir parçasıdır. Lazer, tarihi mirasın ve sanat eserlerinin korunması ve temzilenmesi için kullanılabilecek çok etkili bir yöntemdir. Bu yöntem, farklı malzemelerin renklerine göre farklı soğurma katsayılarına sahip olmaları esasına dayanır. Bazı durumlarda, kaldırılmak istenen kirli tabaka koyu renklidir ve lazer hüzmesini soğurur, gerçek yüzey ise daha açık renktedir ve gelen ışığı büyük ölçüde yansıtır [1]. Böylece kirli veya istenmeyen tabakalar lazerle yakılır ve eserin kendisi temizlenme süresince korunur. Tarihi eserlerin temizlenmesi için darbeli lazerlerin kullanılması, özellikle temas-olmadan uygulanabilmesi nedeniyle son zamanlarda çok ilgi çekmektedir [2-6]. Bu yöntemde herhangibir çözücü veya kimyasal malzeme kullanımı gerekmez, mikro hassasiyetle çalışılabilir ve temizleme sürecini eş zamanlı olarak gözlemek mümkündür [2,3]. Ayrıca darbe etkin süresi, darbe tekrarlama süresi, lazer ışığının dalgaboyu, gücü ve uzaysal hüzme profili gibi parametreler kontrol edilerek, bu teknik güvenilir ve çok yönlü bir şekilde kullanılabilir [3]. Bu çalışmada, femtosaniye darbeli lazer kullanılarak taş, ahşap ve kağıt gibi değişik tarihi ve sanat eserlerinde temizleme işlemleri yapıldı. Lazer kaynağı olarak dalgaboyu 1030 nm olan Yb:Cam femtosaniye lazeri kullanıldı. Örnekler mikrometre hassasiyetli üç boyutta hareket edebilen motor üzerine yerleştirildi. Küresel veya silindirik mercekler kullanılarak Gaussiyen lazer hüzmesi örnek yüzeyi üzerine odaklandı. Lazerin gücü, motorun hızı, motorun adım aralığı ve kullanılan merceğin odak uzaklığı değiştirilerek örneğin orjinal rengini ve yüzeyini bozmadan etkin bir temizlik yapabilmek için uygun parametreler belirlendi. Şekil 1 de ahşap ve kağıt örneklerin yüzeyinde yapılan lazerle temizleme işleminin sonuçları görülmektedir.. a) b) Şekil 1. (a) p s v ( ) s ö 5x s p ö. Gö s f, s f s ö. Anahtar kelimeler: Lazer temizleme, tarihi eser. Kaynaklar: [1] [2] K. Ochocinska, A. Kaminska, G. Sliwinski, Journal of Cultural Heritage 4, (2003) [3] J. Krüger, S. Pentzien and A. Conradi, Appl. Phys. A 92, (2008) [4] P. Rudolph et. al., Appl. Phys. A 79, (2004) [5] A.V. Rode, K.G.H. Baldwin, A. Wain, N.R. Madsen, D. Freeman, Ph. Delaporte and B. Luther-Davies, Appl. Sur. Sci. 254, (2008) [6] M. Walczak et. al., Appl. Sur. Sci. 255, (2008) 46

61 Design and Implementation of An Eye Safe Laser Illuminated Gated Imaging System with an InGaAs Camera Evren Togay, 1* Emrah İlbey, 1, 2 İrem Sökmen, 1 Beyza Akarca, 1,2 K. Yiğit Baran, 1 Yasin Tür, 1 Ersin Doğan, 1 and Kartal Yoltay 1 1 Fotoniks Electronics and Electro Optics Industry Company, Ankara Turkey 2 Department of Physics, Gebze High Technology Institute, Kocaeli, Turkey 3Department of Physics Engineer, Ankara University, Ankara, Turkey * fotoniks.com.tr is a 320x256 array of InGaAs photodiode operating between wavelengths of 0.9 µm and 1.7 µm. The electronic control unit of laser gated imaging system is provided by a field programmable gate array (FPGA). The drawbacks of passive imaging using middle wave infrared (MWIR, 3-5 µm) cameras and long wave imfrared (LWIR, 8-12 µm) cameras are well known. In order to have a high resolution at LWIR and MWIR cameras, aperture size of the objective used in the system should be very large which will increase the cost. With the objectives having smaller aperture sizes, the camera tends to become photon starved and need long integration times which will increase the noise coming from atmospheric turbulance and platform vibrations. However, in shortwave infrared (SWIR, µm) band, glass optics with their antireflaction coatings can be used even for large aperture sized objectives which will decrease the cost significantly. Another important limitation in passive imaging is image distortion coming from smoke, mist and other atmospheric particles in front and behind the target. [1, 2] However, active imaging with pulsed laser can be used to exclude general image distortion. [3] Gated imaging, which eliminates the lots of drawbacks in general passive imaging methods, is based on the time of flight (TOF) principle in which a camera opening and closing times are controlled in syncronization with a pulsed laser. Depth of range is controlled by exposure time of the camera. The camera should be open at a time,which is a TOF value for a distance D, after laser pulse is emitted from the laser head [1, 2, 4]. This principle can be used to increase the image quality where the target is obscured by smoke, mist, etc. or powerfull light sources that are bluring and saturating the image. Here, we demonstrate a gated imaging system with an eye-safe laser for target identicification. A high peak power laser and a dedector,having high spectral response at the laser wavelength, is sycronized by a control circuit. The eye-safe illumination source is a high peak power optical parameter oscillator (OPO) intracavity pumped by Q-switched Nd:YAG laser. The laser source generates ~ 35 mj, ~ 10 ns pulses at 1574 nm. The dedector Figure 1: Eye-Safe Gated Imaging System (BMX: Beam Expander) The capability of the system is demonstrated through acquiring images on field. Figure 2 shows the passive imaging and active gated imaging. Gate delay and gate depth are set to 500 ns and 1 µs which gives 150 m gate depth respectively. The image demonstrates how the bright image clutter features behind the target are extinguished. a Figure 2: Images taken with InGaAs camera a- passive imaging b-active gated imaging. In conlusion we have demonstrated eye-safe laser gated imaging system. The laser pulses at 1574 nm illumunates the target in a corrolation with an InGaAs camera. Different images taken with different delays which is controlled by FPGA illustrates the system b 47

62 capability. Image enhancement is also applied to the images to increase the identification ability of the system. Keywords: Infrared sensors, Gated imaging, range gating, pulsed lasers, SWIR, eye-safe wavelengths References: [1]I. Baker, S. Duncan, and J. Copley, A low-noise, lasergated imaging system for longrange target identification, Proc. SPIE 5406, (2004). [2]J. Bentell1, P. Nies, J. Cloots, J. Vermeiren, B. Grietens,O. David,A. Shurkun and R. Schneider, "Flip chipped InGaAs photodiode arrays for gated imaging with eye-safe lasers", Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference, (2007). [3]P. Andersson, L. Klasén, M. Elmqvist, M. Henriksson, T. Carlsson, and O. Steinvall, Long range gated viewing and applications to automatic target recognition, in Proc. SSAB 03 Symp. on Image Analysis Swedish Society for Automated Image Analysis, pp , [4]R. G. Driggers, R. H. Vollmerhausen, and N. Devitt, Impact of speckle on laser rangegated shortwave infrared imaging system target identification performance, Opt. Eng, vol. 42, no. 3, pp , Nanofotonik Devreler İçin Kompakt Fotonik Kristal Tabanlı Optik Filtre Tasarımı 1 Gökhan Kurt, Ahmet E. Akosman *, Mehmet Mutlu, ve Ekmel Özbay d s ö, N j (N N ), Ü v s s, 06800,, * akosman@ee.bilkent.edu.tr Optik Filtreler, optik devre tasarımlarında ve optik iletişim teknolojisinde önemli bir kullanım ve araştırma sahasına sahiptir [1,2]. Optik filtrelerin kullanım ve entegrasyon kolaylığı için düşük maliyetli, kompakt, polarizasyondan bağımsız ve tek ya da ikili bant olarak çalışan yapılar amaçlanmaktadır. Fotonik kristallerin, küçük işlem alanında (çalışılan dalga boyundan daha küçük kristal periyotlarında) zengin dağılım (dispersiyon) özelliklerine sahip olması optik devre araçlarının fotonik kristaller ile yapılmasını cazip kılmaktadır [3,4]. Bu çalışmada klasik fotonik kristal dalga kılavuzu tasarımı farklı bir bakış açısıyla incelenmiştir. Nispeten düşük kırılma indisli (n=2.2) bir alttaşın içinde kare örgü şeklinde periyodik delikler açılmış olup, bu deliklerle tek modlu bir fotonik kristal dalga kılavuzu oluşturulmuştur. Ancak, yapıya gönderilen ışık geleneksel dalga kılavuzlarından farklı olarak, dalga kılavuzuna dik gönderilmiş ve bir Fabry-Perot kavite oluşturulması amaçlanmıştır. Böylece ışığın ilerleme yönüne dik olacak şekilde periyodik bir optik kapan hazırlanmıştır. Bu kapan, yapıdan çıkan ışığı belirli bir frekansa filtrelemiş ve bu ışığın yüksek bir optik güce sahip olmasını sağlamıştır. 48 Şekil-1 p f s p s u.

63 Hazırlanan bu kavitenin boyutu ışığın ilerleme yönünde değiştirilmiş ve tek bant yerine çoklu bant rejimine ulaşılmıştır. Ayrıca kare örgü fotonik kristalin geometrik parametreleri ayarlanarak her iki doğrusal (TE ve TM) polarizasyonda da optik filtre olarak çalışması sağlanmıştır. Daha ileri nümerik çalışmalarla, her iki polarizasyondaki filtrelemenin aynı dalga boyunda gerçekleşmesi sağlanarak polarizasyondan bağımsız bir optik filtre tasarımı da hedeflenmektedir. Yapının nümerik analizi iki boyutlu Finite Difference Time Domain (FDTD) yöntemi ile gerçeklenmiştir. Optik deney hazırlıklarına da başlanmış olup, alttaş olarak Lityum Niyobat (LiNbO 3 ) kristali ve nanofabrikasyon aracı olarak da focused ion beam milling (FIB Milling) [5] tekniği kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu çalışmada, oldukça basit ve kompakt bir fotonik kristal tasarımı ile nanofotonik devreler için verimli bir optik filtre tasarımı önerilmiştir. Yapının avantajları, küçük işlem alanına sahip olması, kullanılan alttaş nedeniyle maliyetinin düşük olması, ışığın iki polarizasyonunda da kullanılabilirliği ve yapıdan alınan optik sinyalin saçılmadan tekrar düzlem dalga şeklinde ilerlemesi olarak sıralanabilir. Anahtar Kelimeler : Fotonik kristal kaviteler, Lityum niyobat (LiNbO 3 ), Optik filtreler Kaynaklar: [1]M. Koshiba, Wavelength division multiplexing and demultiplexing with photonic crystal waveguide couplers, IEEE J. Lightwave Technology 19(12), (2001). [2] M. Notomi, A. Shinya, S. Mitsugi, E. Kuramochi, and H. Y. Ryu, Waveguides, resonators and their coupled elements in photonic crystal slabs, Opt. Express., 12(8), (2004). [3] M. Soljacić and J. D. Joannopoulos, Enhancement of nonlinear effects using photonic crystals, Nat. Mater. 3(4), (2004). [4] M. Roussey, F. I. Baida, and M.-P. Bernal, Experimental and theoretical observations of the slow-light effects on a tunable photonic crystal, J. Opt. Soc. Am. B 24(6), (2007). [5] F. Lacour, N. Coujal, M.-P. Bernal, A. Sabac, C. Bainier, and M. Spajer, Nanostructuring lithium niobate substrates by focused ion beam milling, Opt. Mater. 27(8), (2005). Polimer Yarıiletken Kullanılarak Mikro Akışkan Kanal ile Tümleşik Çözelti Bazlı Işık Yayan Diyot (LED) Oluşturulması Bedri Gürkan Sönmez, Şenol Mutlu d s ö, Ü v s s, s u, 34342, gurkan.sonmez@boun.edu.tr Son yıllarda elektrolüminesan konjuge polimerlerle ilgili yapılan çalışmalar polimer ışık yayan diyotların (PLED) üretimine olanak sağlamıştır. Bu ürünler hafif, esnek yapıları ve geniş alanlı üretimdeki düşük maliyetleri ile öne çıkmaktadır [1]. PLED uygulamalarında geleneksel olarak polimer yarıiletkenler katı ince film halinde kullanılmaktadır. Polimer zincirleri katı film halindeyken birbirlerine dolaşmakta ve düzensiz bir yapı oluşturmaktadır, bu da katı filmde yük taşıyıcı iletimini zorlaştırarak kuantum verimliliğini düşürmektedir. Çözelti bazlı ışık yayan diyot mimarisi bu soruna çözüm getirebilir. Önceki bir çalışmamızda çözelti bazlı polimer diyotta katı ince film tabanlı olana nazaran daha yüksek yük taşıyıcı mobilitesi elde edilmiştir [2]. Bu da elektrolüminesans verimliliğini arttıran bir unsurdur. Ayrıca polimer zincirlerinin çözelti içerisinde katıdakine oranla birbirlerinden daha ayrık durmaları sebebiyle delik-boşluk çiftleri sonucu oluşan fotonlar daha az saçılmaya uğramakta, bunun sonucu olarak da dış kuantum verimliliğini artmaktadır. Bu diyot yapısına entegre edilen mikro akışkan kanal sayesinde polimer çözeltisinin ortamla bağlantısı kesilmekte ve olası kuruma veya ortam etkilerinin önüne geçilmektedir. Ayrıca kanal ile polimer çözeltisi yenilenebilmekte veya değiştirilebilmektedir, bu da aynı yapıda farklı polimerlerin kullanılmasına olanak sağlayarak önemli bir uygulama esnekliği getirmektedir. a) b) Şekil 1 ( ) s s s. ( ) Ü s s s ö. 49

64 Bizim ürettiğimiz yapıda anot ve katot olarak sırasıyla silisyum ve alüminyum kullanılmıştır. Elektrotlar arası mesafe 40 nm olup SiO 2 aralayıcı katman ile gerçeklenmiştir. Elektrotlar paralel hatlar halinde şekillendirilmiş ve farklı sayıda hat içeren gruplar halinde birbirlerine bağlanmıştır. Böylece efektif kesit alanı ve bunun performans üzerindeki etkisi incelenebilmektedir. Sistemde poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT):diklorobenzen çözeltisi kullanılmıştır. Yaklaşık 200 µm genişliğinde ve 10 µm yüksekliğindeki mikro akışkan kanal, elektrot yapısı üzerinde polivinil alkol (PVA) ile oluşturulmuştur. Deneylerde diyot performansı başarılı bir şekilde ölçülmüş ve kesit alanı ile ilişkisi gösterilmiştir, fakat verimli bir ışık oluşumu sağlanamamıştır. Bu durumun nedeninin çözeltiye difüze olmuş oksijen molekülleri olduğu düşünülmektedir [3]. Çözeltinin mikro akışkan kanala azot ortamında uygulanması ile bu sorunun ortadan kaldırılması planlanmaktadır. Ayrıca polimer çözeltisine fotolüminesan boya eklenmesi ile ışık veriminin arttırılması amaçlanmaktadır. Anahtar kelimeler: Çözelti bazlı diyot, mikro akışkan kanal, PLED, elektrolüminesans Kaynaklar: [1] D. Voss, Cheap and cheerful circuits, Nature, vol. 407, pp , September [2] S. Mutlu and B. G. Sonmez, A solution state diode using semiconductor polymer nanorods with nanogap electrodes, Nanotechnology, vol. 23, pp , May [3] F. Cacialli, R. H. Friend, S. C. Moratti, and A. B. Holmes, Characterization of properties of polymeric light-emitting diodes over extended periods, Synth. Met., vol. 67, pp , November Switchable Glazing Windows By using PVB / LiClO 4 H. Arslan *,a, A. Tasdemir a, G. Aygun a, U. Unal b, L. Ozyuzer a a Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla, 35430, Izmir, Turkey b D p f C s, U v s,, 34450, Is u, u * Corresponding author halilarslan@iyte.edu.tr Electrochromic (EC) devices which consist of 5 layers and can control sun light, save energy in terms of heating and cooling, and also protect from harmless light [1]. In this study, we prepared all layers of EC device and fabricated the EC test window. First of all, two glasses were coated Transparent Conductive Oxide (TCO) Indium Tin Oxide (ITO) by magnetron sputtering technique [2] and their surface resistivities were measured. One of ITO coated glass was deposited electrochromic film Tungsten Oxide (WO 3 ) and the other was deposited ion storage film Prussian Blue (PB) by electrochemical method. The thickness and optical transmittance of both WO 3 and PB were measured. Polyvinyl butyral (PVB) was investigated as ionic conductive polymer electrolyte. PVB was used because of its unique properties such as high, adjustable adhesion to glass, high optical transparency, excellent toughness and flexibility, high impact strength and temperature resistance [3]. LiClO 4 was added to PVB for improvement of ionic conductivity. The temperature dependence of ionic conductivity is measured for various addition of LiClO 4 to PVB using impedance analyzer. (We measured real and imaginary part of impedance following that Z'' and Z' is being in the first place various graphics were plotted for determine the relation between temperature/amount of salt and conductivity). Then these two multilayer glasses were laminated with PVB, and EC window was obtained. The final window is going to be Glass/ITO/PB/PVB/WO 3 /ITO/Glass structure. Keywords: Electrochromic, Thin film Growth, Smart glasses, Ionic conductors, Polymer electrolyte, Transparent Conducting Oxide 50 References : [1] C. G. Granqvist et al., Appl. Phys. A 89, (2007) [2] Teknoma Tech. Materials Ltd. Izmir, [3] H. Stenzel et al., Glass processing days 2003, Conference Proceedings Book, pp

65 FİBER DÖNGÜ KAVİTE SÖNÜMLENME SPEKTORSKOPİSİ İLE GENİŞ ÇAPLI FİBER BÜKÜM KAYIP KARAKTERİZASYONU Halil Berberoğlu, Fırat İdikut, Hakan Altan D u Ü v s s, ö, 06800, halilb@metu.edu.tr Bu çalışmada 1535 nm de 3 ns atılımlı lazer kullanılarak 20 metre uzunluğundaki silika tabanlı standard tek-modlu fiberlerin (SMF-28) üç farklı çapdaki (48, 64, 80 mm) makaralara sarılması sonucu meydana gelen büküm kayıpların fiber döngü kavite sönümlenme spektroskopisi ile analizi yapıldı. Kullanılan lazer, pasif Q-anahtarlı3.3 khz tekrarlama frekansında ve yaklaşık çıkış gücü ortalama 20 mw kadardır. Bilindiği üzere kavite döngü spektroskopisi (Cavity Ringdown Spectroscopy) oldukça düşük kayıpları belirlemede etkin bir yöntem olarak kullanılmaktadır [1,2,3]. Buradaki kayıp belirleme hassasiyeti optik sinyalin kavite içerisinde çok kere geçiş yapmasından kaynaklanmaktadır. Kavite içerisinde dolanan laser atımlarının soğurulma büyüklüklerinin yerine soğurulma oranı izlenerek ölçüm hassasiyeti artmaktadır. Kavite içerisind dolanan lazer atımlarının osiloskop yardımıyla kayıt edilmesi sayesinde sönümlenme sabiti çıkarılabilmektedir. Sönümlenme sabiti kavitedeki bütün kayıplarla ters orantılıdır. Kurulan fiber tabanlı düzenekte 0.01 db hassaiyetinde fiber kayıp ölçümleri yapılabilmektedir. Anahtar kelimeler: kavite sönümlenme spektroskopisi, sönüm süresi, fiber büküm kayıpları, Kaynaklar: [1] Cavity Ring-down Spectroscopy, Techniques and Applications, Giel Berden, Richard Engeln, Wiley, [2] C. Wang, Fiber Loop Ringdown- a Time-Domain Sensing Technique for Multi-function Fiber Optic Sensor Platforms: Current Status and Design Perspectives, Sensors, 9, doi: /s [3] [9] D. E. Vogler, A. Lorencak, J. M. Rey, M. W. Sigrist, Bending los measurement using a fiber cavity ringdown scheme, Optics and Laser Engineering, 43, 2005, SOLID-CORE SQUARE LATTICE PHOTONIC CRYSTAL FIBERS WITH SQUARE AIR HOLES: COMPARATIVE STUDIES OF DISPERSION AND CONFINEMENT LOSS H. Demir Inci, S. Ozsoy s Ü v s s halimedemir@erciyes.edu.tr Solid-core fiber designs constructed by omitting one air-hole and nine air-holes at the center of square-lattice silica photonic crystals with square shaped air-holes have been investigated theoretically for the constant pitch length of air-holes (Λ=4.2μ ). The cladding consists of the two dimensional silica-air photonic crystal with the 4-ring of air holes. The dispersion and confinement losses were obtained and compared for both of the structures at the wavelength region of μm for different values of d/λ (0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9). From the dispersion point of view, zero dispersion points do not change significantly with the wavelength for the structures with large core, but it s not correct for the structures with small core. It is clear that the dispersion behavior and the zero dispersion points of the PCF studied have weak dependence on d/λ for the structures with large core, especially for the smaller wavelengths. From the confinement loss point of view, the structures investigated have low losses (~ and ~ db/m for small and large cores, respectively), decreasing with the increasing d/λ. Cross section of the solid core PCF s with square air holes 51 Anahtar kelimeler: photonic crystal fiber, square lattice, dispersion, confinement loss.

66 Kaynaklar: [1]T. A. Birks, J. C. Knight, P. S. J. Russell, Opt. Lett. 22 (1997) [2]K. Tajima, J. Zhou, K. Kurokawa, K. Nakajima, Proc. ECOC 2003, Rimini, Italy, Postdeadline paper Th [3]E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58 (1987) [4]J.C. Knight, T. A. Birks, P. S. J. Russell, D. M. Atkin, Opt. Lett. 21 (1996) [5]A. Mafi, J. V. Moloney, D. Kouznetsov, A. Schulzgen, S. Jiang, T. Luo, N. Peyghambarian, IEEE Photon. Tech. Lett. 16 (2004) [6]A. Ferrando, E. Silvestre, J. J. Miret, P. Andrés, Opt. Lett. 25 (2000) [7]A. H. Bouk, A. Cucinotta, F. Poli, S. Selleri, Opt. Exp. 12 (2004) [8]F. Poli, M. Foroni, M. Bottacini, M. Fuochi, N. Burani, L. Rosa, A. Cucinotta, S. Selleri, J. Opt. Soc. Am. A 22 (2005) [9]M. O. Faruk, M. ul Aftab, R. Ahmed, M. B. Hossain, M. S. Islam, S. B. Alam, WCECS 2010, San Francisco, USA, II (2010). [10]A. Dabas, R. K. Sinha, Opt. Commun. 283 (2010) Kesik Halka Rezonatörleri Kullanan Mikrodalga Soğurucu Yapılar S.A. Sagehzadeh, A.D. Yalçınkaya, H. Torun Ü v s s, -. ö , s u Bu çalışmada, ikili kesik halka rezonatörleri tasarımları üzerine kurulmuş mikrodalga frekansında çalışan soğurucu yapılar sunulmaktadır. Mikro algılayıcılar üzerinde tümleşik metamalzeme şeklinde gerçeklenmesi planlanan soğurucu tasarımları zamanda sonlu farklar yöntemi kullanan yazılımlar aracılığı tasarlanmış ve bu aygıtlara ait iletim karakteristikleri frekansa bağlı olarak deneysel olarak sınanmıştır. Benzetim yöntemini doğrulamak için tasarlanan ilk rezonatör yapıları FR4 alttaş üzerinde bakır metal halkalar olacak şekilde ürettirilmiş ve vektör ağ analizörü yardımıyla deneysel karakterizasyonları tamamlanmıştır. Şekil 1(a) da gösterilen deney düzeneğinde bir ağ analizörünün çıkışları (Rohde and Schwarz ZVA40, Vector Network Analyzer, 2 ports, 40GHz) boynuz antenlere bağlanmış ve üretilen kesik halka rezonatörlerinin s-parametre ölçümleri yapılmıştır. 130 µm kalınlığındaki bir FR4 taban üzerine 14 µm kalınlığındaki bakır yapılar ile oluşturulan kesik halka rezonatöründe dış halka 4 mm, iç halka ise 2.9 mm yarıçapındadır. Bu rezonatör için koşulan benzetim sonucu beklenen iletim karakteristiği ile deneysel ölçüm sonuçları Şekil 1(b) de gösterilmiştir. Ölçülen rezonans frekansı ile benzetim sonuçları arasında <%3 hata payı vardır. Üretim toleransları da göz önünde bulundurulduğunda oluşturulan benzetim yöntemlerinin doğruluğu görülebilir. Literatürde anlatılan soğurucu yapıları [1][2] doğrulanan benzetim yöntemleri ile daha da geliştirilecek ve MEMS tabanlı elektromekanik bir Terahertz (THz) algılayıcı için optimize edilmiş THz soğurucuları tasarlanıp, gerçeklenecektir. 52

67 Şekil 1. ( ) s d. ( ) s ö ös d s 21 d v. Kaynaklar: [1] O. Sydoruk, E. Tatartschuk, E. Shamonina, L. Solymar, Analytical formulation for the resonant frequency of split rings J. Appl. Phys. vol.105, , [2] B. Sauviac, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, Double Split-Ring Resonators: Analytical Modeling and Numerical Simulations", Electromagnetics vol.24, 317, mj Atım Kümeleri Üretebilen Yb-katkılı Fiber Yükselteç H. Kalaycıoğlu 1, * Y. B. Eldeniz 2, Ö. Akçaalan 1, S. Yavaş 1, K. Gürel 1, M. Efe 2, and F. Ö. İlday 1 1 ö, Ü v s s, Ç, 06800, 2 d s ö, Ü v s s, d, 06100, *hamitkal@bilkent.edu.tr Yüksek güçlü ve ultrakısa (birkaç pikosaniye veya daha kısa) lazer atımlarının malzeme ile etkileşimi sonucu yıkımlama (ablation) yapılması mümkündür. Bu sırada malzeme üzerine düşen lazer enerjisinin önemli bir kısmı yıkımlama sonucu buharlaştırılan veya fırlatılan malzeme ile birlikte ortamdan uzaklaşmaktadır. Geri kalan ısı termal difüzyonla malzemenin geri kalanına (bulk) iletilmektedir. Ultrahızlı malzeme işleme için gerekli yüksek atım enerjileri nedeniyle, bu işlem genellikle 1 khz ile 1 MHz arası tekrar frekanslarında yapılmaktadır. İki atım arasında geçen süre uzun olduğundan termal difüzyon, özellikle metal hedefler için, büyük oranda tamamlanmaktadır. Bunun aksine birbirine yakın (<10 ns) ultrakısa atımlardan oluşan kümeler içeren (küme-modlu) lazer ışınının malzeme işlerken yaratacağı etki oldukça farklı olacaktır. İki atım arasında ısının yayılması için yeterli süre geçmeyeceğinden hedef malzemenin atımın düştüğü alanı sürekli olarak yüksek sıcaklıkta kalacaktır. Diğer bir değişle, bu zaman skalasında termal etkiler donmuş durumdadır. Dolayısıyla, herbir atım kümesinin toplam enerjisine sahip tek tek atımlara benzer olması beklenebilir [1-3]. Bu da fiber yükselteçler ile efektif olarak ulaşılabilecek milijüller (mj) seviyesinde atım enerjilerinin yolunu açmaktadır. 53

68 yükselteci ile senkronize atım seçme ve darbeli pompalama elektroniğinden oluşmaktadır. Atım seçme sinyali ve darbeli pompalama sinyalinin kaynak salıngaç ile senkronizasyonu labaratuarımızda geliştirilen alanda programlanabilir kapı dizisi (field programmable gate array, FPGA) tabanlı bir elektronik devre sistemi ile sağlanmaktadır. Yükselteç sistemi içerisinde atım geçişi tümüyle fiber ve entegre fiber birimler içerisinden olmakta ve sadece en son çıkış kısmında kırınım ağı sıkıştırıcıya geldiğinde fiber dışında gerçekleşmektedir, bu da son derece dayanıklı bir yapı sağlamaktadır [5]. Şekil 1. - Günümüze değin geliştirilen az sayıda küme modlu sistemler katıhal lazerleri içermiştir ve mimari yapıları uygulamalara uygun pratiklikte değildir. Kısa bir süre önce, biz üretebilen, ilk senkronize darbeli pompalanan yüksek enerjili küme-modlu Yb-katkılı fiber lazer sistemini geliştirdik [4]. Ancak, bu çalışmada küme içerisindeki atım başına kazanç tam olarak kontrol edilemediği için küme içerisindeki atımlar arasında oldukça fazla enerji farklılıkları oluşmakta idi. Bunun üzerine biz ileri bir önşekillendirme yöntemi geliştirerek, küme içerisinde atım enerjilerinin arasındaki farklılığı %2 nin altına indirmeyi ve bu halde khz frekansında tekrarlanan kümeler içeren Şekil 1 de görülen lazer ışınını elde etmeyi başardık. Ayrıca küme modlu sistemimizle ve bu kümelerin içerisindeki atımların enerjileri arasındaki farklılığı %7 nin altında gerçekleştirdik. Yüksek enerjili kümelerin tekrar frekansı 1 khz ve herbir atım arasındaki sıkıştırdık, ancak yüksek doğrusal olmayan etkiler sonucu olarak oluşan kanat yapıları, sıkıştırılan atımların efektif genliğinin 1.2 pikosaniye (ps) olmasına yol açtı. Sistemimiz, elektronik olarak ayarlanabilir atım desenleri ile hızlandırıcılardaki fotoenjöktör lazerleri ve elektron ışın teşhis sistemleri için uygun yapıya sahip olmakla birlikte doku işleme için de ısısal etkileri ayarlama açısından avantajlara sahiptir. Şekil 2 de görülen küme-modlu laseryükselteç sistemimiz, üç adet tek-kipli (SM) fiber yükselteç silsilesini besleyen bir 100 MHz tekrar frekanslı tümüyle normal saçılımlı salıngaç (ANDi), ve çift-kipli (DC) bir fiber güç Şekil 2. -modlu Yb-fiber lazer- s s s vs d. Kaynaklar: [1] M. Lapczyna, et al. Ultra high repetition rate (133MHz) laser ablation of aluminum with 1.2-ps pulses, Appl. Phys. A 69, S883 (1999). [2] W. Hu, et al. Modeling of multiburst mode pico-second laser ablation for improved material removal rate, Appl. Phys. A 98, 407 (2010). [3] 6. R. Knappe, et al. Scaling ablation rates for picosecond lasers using burst micromachining, Proc. SPIE 7585, 7850H-1 (2010). [4] H. Kalaycıoğlu, et al. Fiber amplification of pulse bursts up to 20 J pulse energy at 1 khz repetition rate, Opt. Lett. 36, (2011). [5] H. Kalaycıoğlu, et al. 1-mJ pulse bursts from a Yb-doped fiber amplifier, Opt. Lett. 37, (2012). 54

69 InN/InGaN Epitaksiyel Yapılarının MOCVD Yöntemi ile Büyütülmesi ve Güneş Pili Uygulamaları Hüseyin ÇAKMAK, 1 Ayça EMEN, 2 Pakize DEMİREL, 1 Ekmel Özbay 1,2,3 1 N (N N ), Ü v s s, 2 ö, Ü v s s, 3 / d s ö, Ü v s s, InGaN epitaksiyel yapılarının yasak bant aralığının ( E g ) InN bant aralığı olan 0,7eV ile GaN bant aralığı olan 3,4eV aralığında ayarlanabilmesi ve yüksek absorbsiyon katsayısı ( 10 5 cm -1 ) nedeni ile başta güneş pili uygulamaları olmak üzere LED ve transistor yapılarında da yaygın olarak kullanılmaktadır. InGaN malzemesinin büyütülmesindeki temel termodinamik ve alttaş bulunmasındaki zorluklar kaliteli InGaN yapılarının büyütülmesi önündeki en büyük engeller olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada MOCVD yöntemi ile büyütülen ve epitaksiyel yapı kalınlığı ~200nm olan In x Ga 1-x N ( x: ) yapılarının karakterizasyon ( XRD, AFM ve Hall Etkisi ) sonuçları gösterilecektir. Ayrıca InGaN Güneş pili dizaynı, MOCVD yöntemi ile büyütülmesi ve aygıt karakterizasyon sonuçları gösterilecektir. TERAHERTZ IŞIMASI ELDE ETMEK İÇİN ÜÇLÜ-MESA YAPILARIN OLUŞTURULMASI VE KARAKTERİZASYONU Hilal Sağlam 1, Yasemin Demirhan 1, Hasan Koseoğlu 1, Fulya Turkoğlu 1, Lütfi Özyüzer 1 1 Y s j s s, ö, U, hilalsaglam@iyte.edu.tr Terahertz (THz) bölgesi, elektromanyetik spektrumun 0.1 ile 10 THz frekans aralığında olup, mikrodalga ile uzak kızılötesi bölgenin arasında yer almaktadır. Bu aralıktaki ışıma birçok kimyasal ve biyolojik malzelerin temel titreşim frekansı ile örtüştüğünden ve x-ışınlarından farklı olarak canlı dokulara zarar vermediğinden dolayı sağlık güvenlik ve malzeme bilimi alanlarında önemli uygulamalara sahiptir [1]. Bütün bu üstün özelliklerin aksine elektromanyetik spektrumun bu bölgesinde ışıma yapacak kompakt, frekansı ayarlanabilir ve sürekli ışıyan cihazlara hala ihtiyaç vardır. Bu aralıktaki ışımanın avantajlarını kullanabilmek için, son yıllarda çeşitli çalışma grupları bu alanda araştırmalar yapmıştır. Özyüzer ve grup arkadaşları, Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+δ (Bi2212) tek kristalinden elde edilen dikdörtgen mesa yapının, yüksek çıkış gücüne sahip terahertz dalgası yayan cihaz olarak kullanılabileceğini göstermişlerdir [2]. Burada bahsedilen Bi2212 tek kristali, c-ekseni boyunca sıralanmış süperiletken CuO 2 katmanları ile yalıtkan Bi-O ve Sr-O katmanlarından oluşmaktadır ve bu süperiletken-yalıtkan-süperiletken (SIS) yapı Josephson eklemleri olarak tanımlanır. 55 Şekil 1. Ü s p s p s ö s Şekil 2. Ü s p d - s d

70 Bu çalışmada, kritik akım yoğunluğunun mesa alanı ile ilişkisini araştırmak adına, aynı Bi2212 tek kristal üzerinde farklı alanlarda mesa yapıları oluşturulmuştur. Daha sonra, Atomik Kuvvet Mikroskopu ve Yüzey Profilometresi kullanılarak mesaların boyutları tespit edilmiştir. Son olarak elektriksel özellikleri hakkında bilgi elde etmek için direnç-sıcaklık (R- T) ve akım-gerilim (I-V) ölçümleri alınmıştır. I-V karakteristikleri incelenerek kritik akım değerleri hesaplanmıştır. Yüksek güçte terahertz ışıması elde etmek için, elde eilen mesaların alanları ile kritik akım yoğunlukları arasındaki ilişki incelenmiştir. *Bu çalışma TÜBİTAK 110T248 nolu proje ile desteklenmektedir. Anahtar kelimeler: BSCOO tek kristal, Josephson eklemleri, Terahertz dalgaları. Kaynaklar: [1] M. Tonouchi, Nature Photonics 1, (2007). [2] L. Ozyuzer et al., Science 318, 1291 (2007). Karbon Nanotüp Doyabilen Soğurucular İle 1247 nm Dalgaboyunda Yüksek Enerjili Femtosaniye Darbe Üretimi I. Baylam, 1 S. Ozharar, 2 H. Cankaya, 1 S. Y. Choi, 3 K. Kim, 3 F. Rotermund, 3 U. Griebner, 4 V. Petrov, 4 and A. Sennaroglu 1,* 1 L s L uv, v - d s ö, Ü v s s, Ru f,, s u, 34450, e 2 Fen- d s, Ü v s s,, s u, 34353, 3 v j s ö j u Ü v s s, uw,g Cu u 4 Max- D us p v s D p s p s s s, 2 x-born- Str., Berlin, Almanya * asennar@ku.edu.tr Karbon nanotüp tabanlı doyabilen soğurucular, pikosaniye mertebesinde yaşam sürelerine sahip olup, son yıllarda yarı iletken doyabilen soğuruculara alternatif olarak kip kilitleme (mode locking) deneylerinde kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmamızda, çok yansımalı kovuk içeren ve 1247 nm dalgaboyunda çalışan bir Cr 4+ :forsterite lazeri kullanarak, karbon nanotüp soğurucuların, daha yüksek enerjili femtosaniye lazerlerde de kullanılabileceğini deneysel olarak gösterdik. Cr 4+ :forsterite lazeri gibi, 1300 nm civarında çalışabilen kip kilitli, yüksek enerjili femtosaniye lazerlerinin biyomedikal görüntülemede birçok potansiyel uygulamaları bulunmaktadır. Deneylerde, 1064 nm dalgaboyunda çalışan bir Yb-fiber lazeri ile Cr 4+ :forsterite lazeri sürekli dalga rejiminde uyarıldı. Rezonatörün boyunu uzatmak ve aynı zamanda darbe enerjisini artırmak için, lazer içerisine çok yansımalı, q parametresini koruyan bir optik kovuk (q preserving multi-pass cavity) ilave edildi. Çok yansımalı kovuk sayesinde, lazerin uzunluğu 60 m civarına artırıldı ve darbe tekrar frekansı ise 4.51 MHz e indirildi. Soliton darbeleri üretebilmek için, rezonatöre ayrıca eksi dispersiyona sahip aynalar ilave edildi ve bir döngüdeki toplam dispersiyon miktarı fs 2 düzeyine getirildi. Deneylerde kullanılan karbon nanotüp örnekleri, yüksek basınç altında HiPCO tekniği ile üretilmiştir. Karbon nanotüp soğurucu, resonator içerisine konup üzerindeki odak ayarı yapıldıktan sonra, Cr 4+ :forsterite lazeri başarılı bir şekilde kip kilitli rejimde çalıştırılabilmiştir nm dalgaboyunda, darbe enerjisi 10 nj civarında, uzunluğu 121 fs olan darbeler elde edilmiştir. Ölçülen darbe-spektral kalınlık çarpımı 0.37 civarında olup, darbe profilinin yaklaşık olarak sech 2 şeklinde olduğunu göstermektedir. Elde edilen 56

71 darbe tepe gücü (84 kw), karbon nanotüp soğurucular ile şimdiye kadar elde edilebilen en yüksek tepe gücüdür. Bu çalışma sonucunda, karbon nanotüplerin de yüksek enerjili femtosaniye darbe üretimi için elverişli olduğu gösterilmiştir. Sunumda deneysel düzeneğin ayrıntıları anlatılacak ve elde edilen sonuçlar tartışılacaktır. All-fiber-integrated soliton-similariton Er-fiber laser Zuxing Zhang1, B. Öktem2, F. Ö. Ilday1 1Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey 2Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey We demonstrate an all-fiber-integrated Er-doped fiber laser operating in the soliton-similariton mode-locking regime. The similariton and the soliton pulses are dechirped to 75.5 fs and fs, respectively, outside of the cavity. Mode-locked operation is very robust, owing to the influence of the two similariton and soliton attractors that predominate each half of the laser cavity. References: [1] B. Öktem, C. Ulgudur, and F. Ö. Ilday, Soliton-similariton fibre laser, Nature Photon. 4, 307, (2010). [2] Z. Zhang, B. Öktem, F. Ö. Ilday, All-fiber-integrated soliton-similariton laser with in-line fiber filter, to be published in Optics Letters. 57

72 X-Ray Mapping Tecnique And Morhological Study Of Gunshot Residue Of Scanning Electron Microscopy And Energy Dispersive X-Ray Spectrometry İlker Kara Emniyet Genel Müdürlüğü Ankara Kriminal Polis Laboratuvarı Ateşli silah ile işlenen suç olaylarında ateş eden kişinin belirlenmesi, olayın kaynağının (intihar, kaza, cinayet) tespit edilmesi nedeniyle büyük önem taşır. Silah ateşlendiği zaman sevk edici baruttan ve fişek kapsülündeki başlangıçtan gelen organik ve anorganik maddeler atış artıklarını oluştururlar. Bir kişinin ateş edip etmediğini belirlemek için atış artıkları analizi yapılır. Ateşli silah atış artıkları içerisinde bulunan inorganik artıkların analizinde partikül çalışmaları ile günümüze kadar yoğun çalışmalar yapılmıştır. Aynı silah ile yapılan atışlarda farklı mühimmatlardan farklı atış atığı kompozisyonları oluşabilmektedir(zeicher A,levin N, Springer E). Bu nedenle bu çalışmada; Türkiye de yaygın olarak kullanılan MKE yapımı 2010 yılı üretimi 9 mm Parebellum tipi fişek ile Sarsılmaz Marka Kılıç 2000 Mega model yarı otomatik tabanca ile bir defa ateş edip namlu ucundan atış artıkları(gsr) toplanan atış artıkları için Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (SEM/EDS) tekniği ve X-Mapping ile analiz edilerek yüzey morfolojileri ve kimyasal özellikleri belirlendi. Temassız Kalp Ritmi ve Oksijen Doyumu Ölçer Kaan Akşit, Pelin Kübra İşgör, Biran Gökşen, Hakan Ürey Ü v s s d s s Elektrik- d s, N UL Ru f p s N UL/ ÜR Y (+90) kaksit@ku.edu.tr Projemiz temassız kalp ritmini ve kandaki oksijen doyumunu ölçen bir cihaz geliştirmeyi hedeflemektedir. Geliştirdiğimiz düzenek kanda bulunan hemoglobin proteinin damar içerisinde bulunan oksijen miktarını kalbin kan pompalaması sayesinde düzenli olarak değişmesi prensibinden faydalanmaktadır [1]. Kandaki oksijen miktarının ve kanın periyodik değişimi ortamdan gelen ve vücut içinde oluşan ısı kaynaklı ışınların periyodik şekilde dışarıya yansımasına sebebiyet vermektedir. Bu durum göz önünde bulundurulduğunda, kontrollü bir ışık kaynağı ve fotodiyot kullanılarak bahsedilen değişimin gözlemlenebileceği açıkça anlaşılmaktadır. Bu hedef doğrultusunda, bir prototip tarafımızdan geliştirilmiştir. Prototip iki farklı dalga boyunda aydınlatma yapabilen ışık kaynaklarının sürülmesi, kullanıcıdan yansıyan ışığın ölçülmesi ve fotodiyottan alınan analog işaretlerin sayısal veriye dönüştürülüp tarafımızdan geliştirilen bir algoritma ile anlamlı veri haline getirilmesi sonucunda kişinin kalp ritmini ölçebilme özelliğine sahiptir. Geliştirilen yapı mevcut sistemlerle bütünleştirilerek yeni nesil medikal cihazlarda, tekstil ürünlerinde, bireysel kullanımda ve tüketici elektroniğinde kullanıcıya yaşam kalitesini artıracak yenilikler sunabilecektir. Mevcut düzeneklere kıyasla sistemimiz temassız ve belirli bir uzaklıktan (1-4m)ölçüm yapabilmektedir. Geliştirdiğimiz cihazın düşük maliyetli ve taşınabilir olması, cihaz kullanımı için herhangi bir medikal bilgi gerektirmemesi sebebiyle kullanıcıya kolay kullanım sağlamaktadır. Ayrıca yaptığımız ön araştırmaya göre piyasada bu özelliklere sahip herhangi bir cihaz bulunmamaktadır. Yapı yeni bir optik düzenek ile çok uzaktaki kişilerin kalp ritmini ölçebilir hale getirilmeye uygundur. Bu yönüyle askeri uygulamalar için de düşünülebilir. Aygıt, sağlık sektörü dışında da kullanıma açık olup, mevcut sistemin cep telefonu ve benzeri yapılara gömülmesi de mümkündür. Anahtar kelimeler: fotodiyot, nabız oksimetresi Kaynaklar: [1] G. Cennini, J. Arguel, K. Akşit, and A. van Leest, Heart rate monitoring via remote photoplethysmography with motion artifacts reduction, Optics Express 18, (2010). 58

73 Influence of modulation of pump and seed signals on fiber amplification of broadband pulses K. Gürel, P. Elahi, I. L. Budunoğlu, Ç. Şenel, P. Paltani and F. Ö. Ilday Department of Physics, Bilkent University, TR Ankara, Turkey We have characterized, for the first time to our knowledge, the transfer functions for seed and pump modulations to the output of a Yb-fiber amplifier. We developed a simple theoretical model describing these dynamics, which shows excellent agreement with the experiments. We find that seed (pump) modulations are not transferred at low (high) frequencies. If broadband modulation is desired, it is necessary to modulate both the seed and the pump at high and low frequencies, respectively. We use our model to predict the intensity noise of an amplifier, obtaining excellent agreement with experiments. Finally, we show that fiber amplification can be achieved with little excess noise if the low-frequency noise of the pump is suppressed and the seed is strong enough to suppress ASE. Armed with our model, design of high-power, low-noise fiber laser systems can be guided by theory with high accuracy. Referances: [1] I. L. Budunoglu, C. Ülgüdür, BulentOktem, and F. Ö. Ilday, Intensity noise of mode-locked fiber lasers,opt. Lett. 34, 2516 (2009). [2] T. D. Mulder, R. P. Scott, B. H. Kolner, Amplitude and envelope phase noise of a modelocked laser predicted from its noise transfer function and the pump noise power spectrum,opt. Express,16, (2008). [3] R. P. Scott, C. Langrock, and B. H. Kolner, High dynamic range laser amplitude and phase noise measurement techniques, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 641 (2001). [4] C. R. Giles and E. Desurvire, Modeling erbium-doped fiber amplifiers, J. Lightwave Technol. 9 (2), 271 (1991). [5] H. Hodara, Statistics of thermal and laser radiation, Proc. IEEE 53, 696 (1965). Lasing in Optically Manipulated, Dye-Doped Emulsion Microdroplets M. Aas, A. Jonáš, and A. Kiraz D p f s s, U v s, Ru f Y u, 34450, Is u, u, maas@ku.edu.tr We introduce a portable, all-liquid microlaser based on optically pumped dyedoped emulsion microdroplets held in a single beam optical trap[1-4]. We show high stability of the laser emission spectra during prolonged optical manipulation of the droplets within an immiscible host liquid. We investigate the effects of droplet size and dye concentration on the spectral position of lasing wavelength and show how these parameters can be used for the emission wavelength tuning. We also study shifting of the average lasing wavelength to the blue side of the spectrum due to dye photobleaching. The presented optically manipulated fluidic microlasers are disposable and can be easily combined with microfluidic chip technology. This makes them especially attractive for onchip applications in chemical and biological analysis and sensing. Anahtar kelimeler: microlaser; emulsion microdroplet; optical tweezers; whispering gallery mode; optofluidics Kaynaklar: [1] H.M. Tzeng, K. F. Wall, M.B. Long, and R.K. Chang, Opt. Lett. 9, (1984). [2] A. Ashkin, J.M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11(5), (1986). [3] J. P. Reid, H. Meresman, L. Mitchem, and R. Symes, Int. Rev. Phys. Chem. 26, (2007). [4] K. Sasaki, H. Fujiwara, and H. Masuhara, J. Vac. Sci. Technol. B 15, (1997). 59

74 Fabrication Process of CZTS Absorber Layer on Mo Coated SLG for Solar Cells M.A. Olgar a, * S. Yazici b, M.D. Yaman b, M. Kurt b, A. Cantas b, G. Aygun b, E. Yanmaz a, L. Ozyuzer b a Department of Physics, Karadeniz Technical University, Merkez, 61080, Trabzon, Turkey b Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla, 35430, Izmir, Turkey *Corresponding author maliolgar@ktu.edu.tr The thin film solar cell technologies receive increasing interest from the photovoltaic industry because of their potential producing low cost electricity compared to wafer based crystalline Si technologies. Although CIS and CIGS such some important absorber layers and have maximum efficiencies approaching %20 [1], they contain rare and expensive materials like In, Ga, Te and also include toxic elements like Cd and Se that represent disadvantages. Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) can be good choice for new absorber layer in terms of presenting absorption coefficient over 10-4 cm -1 and band gap energy near 1.45 ev [2]. Unlike the others, CZTS thin films are one of the most viable materials which contain earth abundant elements for low cost and less toxic elements for the environment. In this study, we fabricate CZTS absorber layer with dc magnetron sputtering in-situ growth by two steps. The first step is sequential metallic precursor deposition layer by layer on Mo coated soda lime glass (SLG). We optimize the order and thickness of each layer, Cu, Zn and Sn. These layers are then heated up in a Sulphur (S) + Argon (Ar) atmosphere. Then we find the optimum method and temperature for sulfurization process. The details of the fabrication process will be discussed. Kısa DC deşarj plazmaların Zamana Dayalı Terahertz Ölçüm Sistemiyle Karakterizasyonu K. Çınar, H.M. Bozacı, H. Altan ö, D u Ü v s s, Ç, kcinar@metu.edu.tr Bu çalışmada kısa doğru akım elektriksel deşarj plazmaların Terahertz dalgaboyunda zamana dayalı karakterizasyonu incelenmiştir. Yüksek kuvvetli elektrik alan altında; kısa elektrot mesafesinde oluşturulan plazmanın Terahertz atımıyla etkileşimi araştırılmıştır. Farklı elektrik alan şiddetinde oluşturulan plazmaların THz frekans aralığında yansıtma / soğurma spektrumları incelenmiş, plazma yoğunluğun terahertz geçişine etkisi araştırılmıştır. İlk bulgulara göre, terahertz geçişinin belli frekans aralıklarında etkilendiği gözlemlenmiştir. Belli THz frekanslarındaki görülen soğurma, bu tip DC deşarj plazmaları üreten aygıtların terahertz uygulamalarında kullanılabilme olasılığını doğurmaktadır. Anahtar kelimeler: Terahertz, DC elektriksel deşarj plazma, THz-TDS, 60 Keywords: Thin film solar cells, Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) thin film, Sulfurization, DC magnetron sputtering. *This research is partially supported by TUBİTAK project with number 112T068. References: [1] I. Repins et al., Prog. in Photovolt.: Research and Applications 16, (2008). [2] J.M. Raulot et al., J Phys Chem Solids 66, (2005). [3] H. Araki et al., Thin Solid Films 517, (2008). a) b) Şekil 1. d u v f s d ö s DC D j p s, p ), v u u d ). a) b) Bu çalışma TÜBİTAK tarafından TBAG T849 projesi kapsamında desteklemektedir.

75 Bilayer Mo Film Deposited by DC Magnetron Sputtering as Back Contact for Thin Film Photovoltaics M. Kurt *, S. Yazici, A. Cantas, H. Koseoglu, L. Ozyuzer, G. Aygun Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla, 35430, Izmir, Turkey *Corresponding author 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 CuInSe 2 (CIS), Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS) and CdTe are commercially available and will dominate the market soon. Molybdenum back contact is preferred for these solar cells. Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) thin film solar cells are novel and has great potential because of earth abundant material usage. There are many candidate materials, such as W, Mo, Cr, Ta, Nb, V, Ti, Mn have been examined for optimum back contact material for CIS, CIGS and CdTe. Molybdenum is the most commonly used one 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 soda lime glass and the absorber layer [1]. On the other hand, it is not verified which material is most suitable for CZTS as a back contact. In this study, we optimized the deposition parameters of the bilayer Mo back contact with dc magnetron sputtering [2]. We grow bilayer Mo thin film as a back contact owing to the fact that the bottom layer was formed at the higher working pressure to achieve a better adhesion and the top layer was deposited at the lower working pressure to get a lower resistivity. After the deposition process, we measured the structural and electrical properties of back contacts. The resistivity, sheet resistance, thickness and adhesion tests were done. The optimal properties for good back contact to CZTS will be discussed in detail. *This research is partially supported by TUBİTAK project with number 112T068. Keywords: Thin film solar cells, Molybdenum film, DC magnetron sputtering, Back contact. References: [1] S. J. Kwon et al. Applied Surface Science 257 (2011) [2] O. Tuna et al. J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010) Saydam Ekran Teknolojisi ve HUD Uygulaması M. K. Hedili 1, M. Freeman 2, H. Ürey 1, 1 p s s L., d s s, Ü v s s, 2 Microvision Inc.,WA, ABD hurey@ku.edu.tr Mevcut otomobillerde kullanılan başüstü gösterge sistemlerine (HUD) göre çok az hacim kaplayan, mikrolens dizini tabanlı saydam bir ekran, mevcut sistemlere alternatif olarak geliştirilmiştir. 10x20cm boyutlarındaki ekran, otomobilde cam ile konsol arasında kullanıcının bakış açısına dik bir şekilde yerleştirilir. Konsol üzerine yerleştirilmiş lazer tabanlı bir piko-projektör kullanılarak gerekli içerik saydam ekran üzerine doğrudan yansıtılır ve ekran üstünde gerçek görüntü elde edilir. Ekran altıgen şeklinde üretilmiş binlerce mikrolensten oluşmuştur. Mikrolenslere ince metal kaplama yöntemi ile yarı saydam, yarı ayna özelliği kazandırılmıştır. Bu yarı saydam mikrolens dizini iki tarafı da aynı kırınım indisi olacak şekilde koruyucu cam katmanlar arasına yerleştirilir. Elde edilen ekran iki tarafının da kırınım indisleri aynı olduğundan ancak mikrolensler tarafından yansıtılan ışık açılarak görme penceresini oluşturur; geçen ışık mikrolens dizini tarafından etkilenmez. Bu sayede saydam ekrandan yansıyan ışık kısıtlı bir alana yönlendirilerek kısıtlı bir görme penceresi oluşturulur ve oldukça parlak bir görüntü elde edilir. Görme penceresi yatay eksende 65cm dir. Sistem hiçbir ayna, mercek gibi optik malzeme içermediğinden son derece küçük hacimlidir. Ekran prototipi üretilip gerçek bir otomobilde test edilmiş ve başarılı olmuştur. Anahtar kelimeler: ekran, başüstü gösterge, HUD, head-up display. Kaynaklar: [1] M.K. Hedili, M. O. Freeman, H. Urey, Microstructured head-up display screen for automotive applications, Proc. SPIE 8428, (2012). [2] Liu, Y.-C. and Wen, M.-H., "Comparison of head-up display (HUD) vs. head-down display (HDD): Driving performance of commercial vehicle operators in Taiwan", Int. J. Human- Comput. Studies, vol. 61, p.679, (2004). [3] Freeman, M. O., MEMS scanned laser head-up display, Proc. SPIE , Photonics West, (2011) 61

76 [4] Goodman, J.W., [Introduction to Fourier Optics, 2nd edition], McGraw-Hill Book Co., New York, 207, (1996) [5] Urey, H. and Powell, K. D., "Microlens-array-based exit-pupil expander for full-color displays", Appl. Opt., vol. 44, pp , (2005). [6] Urey, H., "Diffractive exit-pupil expander for display applications," Appl. Opt. 40, (2001). NANOKRİSTAL GÖMÜLÜ POLİMER NANOFİBERLER:FİZİK ve UYGULAMA Muhammet Celebi, Hülya Budunoğlu, Mehmet Bayindir UNAM-Ulusal Nanoteknoloji Ara t rma Merkezi ve Fizik Bö, Bilkent Ü versitesi muhammet.celebi@bilkent.edu.tr Yarıiletken nanokristaller bir kısmı yığın yarıiletkenlerebir kısmı ayrık moleküllere benzeyen elektronik özelliklere sahiptirler. Bu özellikleri onları hem temel fizik açısından hem de potensiyel uygulamalar açısından ilginç kılar. Bu kristallerin değişik geometride ve dizilimdeki yapılara gömüler ek incelenmeleri farklı bir seçenek olarak karşımıza çıkar. Bu geometriler kristallerin çözelti içerisinde incelenmeleri mümkün olmayan özelliklerini ortaya koyabilirler. Ayrıca kristalleri teknolojik açıdanda daha kullanılabilir hale getirirler. Nanokristal gömülü polimer fiberler hem nanokristallerin özelliklerinin altında yatan fiziği anlamak hem de yeni teknolojilere kapı aralamak açısından yüksek bir potansiyel teşkil etmektedir. Bu motivasyondan yola çıkarak değişik dalga boylarında ışıyan Si-nanokristal gömülü, termal boyut küçültme ile polimernanofiber üretimi hem temel fizik hem de önemli optik ve fotonik uygulamalar için önemlidir. Bu çalışmada silisyum nanokristallerin üretimi için öncülmadde olarak Hydrogen silsesquioxane (HSQ) kullanıldı. HSQ yüksek sıcaklık fırınında 1100 C ye kadar çıkartılarak Si/SiO kristaller elde edildi. Elde edilen kristaller havanda mekanik olarak ince toz haline getirildi ve cam kürecikler kullanılarak da geometrilerinin iyice düzgünleşmesi sağlandı. Daha sonra bu mikrokristaller HF kullanılarak istenilen bölgede ışıma yapacak şekilde boyutları azaltıldı. Bu yöntemle UV ışık altında kırmızı, sarı/turuncu ve yeşil renklerde ışıma yapan kristaller sentezlendi (Şekil 1a). Sentezlenen kristaller polimerin içine gömülerek ince film haline getirildi. Bu ince filmlerin sıcalığa bağlı davranışları incelendi ve yalnız başına ısıtılan silisyum kristallerin aydınlanması düşerken filme gömülü kristallerin tam tersi yönde bi davranış göstererek arttı(şekil1 b). Bu aşamadan sonra ince filmler sarılıp fırında katılaştırılarak öncülfiber formu elde edilecek. Daha sonra kristal gömülü bu polimerler termal boyut küçültmeyle micro ve nanofiberler haline getirilecek[1] (Şekil1 c). Bu teknik, literaturde halihazırda var olan gömme tekniklerine nazaran hizalama gibi bazı avantajlara sahiptir. Ayrıca bu fiberlerle değişik uygulamalar geliştirilebilir. Örnek olarak, ışık yayan diyotlar(led), laserler ve ışık detektörleri gösterilebilir. Nanokristal gömülü fiberler geometrilerinden kaynaklanan bazı avantajları sayesinde iç ışık kaynaklı fotonik kristal, yönelimli yayıcı(directional emitter) yada fiberlere ışık eşleyici(light coupler) 62

77 olarak da kullanılabilirler. Ayrıca bu geometride tek bir nanokristal elde etmek mümkün olduğundan çeşitli teoriler olmasına rağmen henüz tam olarak anlaşılamamış olan nanokristallerde fotolimünisansın kaynağı probleminin çözümü için de ipuçları verebilir. XRD and XPS Studies of Large Area Grown ITO Mutlu D. Yaman 1,2,*, Ayten Cantas 1, Sebnem Yazici 1,, Hasan Koseoglu 1, Hilal Saglam 1, Gulnur Aygun 1, and Lutfi Ozyuzer 1,2 1 Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Izmir, Turkey Şekil 1: Nanokristal katk l nanofiberler (a) UV k alt nda de i ik renklerde ma yapan Si nanokristaller (b) Polimere göm l Si nanokristallerin s cakl a ba l ma karakteristi i grafi i (c) nanokristal göm l fiberlerin ill strasyonu Anahtar kelimeler: Silikon nanokristaller, nanofiberler, nanoteller, tek-foton kaynağı nanoyapılar, yönelimsel ışık yayıcılar, nanokristal fiziği Kaynaklar: [1] M. Yaman, T. Khudiyev, E. Ozgur, M. Kanik, O. Aktas, E. O. Ozgur, H. Deniz, E. Korkut, Mehmet Bayindir, Arrays of indefinitely-long, uniform nanowire and nanotube, Nature Materials, vol. 10, page 494 (2011). 2Teknoma Technological Materials Ltd., Izmir, Turkey *mutluyaman@iyte.edu.tr Among the TCOs, indium tin oxide (ITO) is promising material due to its low resistivity (~10-4 ohm.cm), high transparency (~90%) [1]. Due to its unique properties, ITO has several application areas. They are used as electrodes in LCD displays, photovoltaic cells, antireflection coating, heat reflecting mirror, transparent electromagnetic shielding, optical sensors and optoelectronic devices. Studies of structural properties of ITO films deposited by various methods, point out that, there is change in the type of crystallographic orientation (222) and (400) that are preferentially occurs on the film surface that depends on the deposition conditions and post-deposition annealing process. Also, it is reported that (211)-oriented films shows excellent wide spectrum transparency and comparably highest surface energy and highest conduction band [2]. In this study, we investigate annealing effects on crystallization of ITO, Sn 4+ activation conditions and oxygen vacancies of ITO films. The motivation for our research is to optimize parameters for deposition and post-annealing procedure of ITO thin films by a magnetron sputtering system and obtain (211) peaks by reducing sputtering ambient containing % H 2. The ITO thin films having thickness of 230 nm were deposited using magnetron sputtering from a ITO target (90:10 wt. % of In 2 O 3 and SnO 2 ) on glass substrate. The film structure was -70 with a step of Main growth planes were (222), (400), (440) and (622) which are related to the cubic structure of In 2 O 3. It is found that interplanar distances, average optical surface resistivity and transmission of the films have their optimum values when the relative intensity of the (222)/(400) is equal to 1. Chemical states were examined by XPS and compared to understand that oxygen content in the film is closely related to its band gap. Keywords: Transparent Conducting Oxides, Surface Resistance, XPS References: [1] O. Tuna, Y. Selamet, G. Aygun, L. Ozyuzer, Journal of Physics D: Applied Physics, , [2] D. Wan, P. Chen, J. Liang, S. Li, F. Hung, ACS Appl. Mater. Interfaces, ,

78 ORGANİK IŞIK YAYAN DİYOTLARDA YARI ÖMÜR VE KARARLILIK Selin PIRAVADILI MUCUR 1, Neslihan BABAYİĞİT 1,Emine TEKİN 2, Sait Eren SAN 1 1 G Y s j s s, 2 Ü U us j s s selpira@yahoo.com Organik ışık yayan diyotlar (OLED) gibi popüler optik teknolojilerin önemli basamağı, üç farklı ana rengin farklı bozunma zamanlarını uzatmaktır. Bu tip teknolojilerde degradasyona bağlı olan yarı ömür terminolojisi (ilk lüminesansın yarı değerine düşme süresi) kullanılmaktadır. Degradasyon fenomeni çalışma ve saklama koşulları, çalışma voltajı gibi parametrelere bağlıdır. Küçük organik molekül yapılı bir OLED de üç belirgin degradasyon mekanizması vardır: Anahtar kelimeler: OLED, yarı ömür Kaynaklar: [1] C.W. Tang, S.A. Vanslykc, Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913. [2] J. S. Salafsky Phys. Rev. B (1999) 59. [3] V.M. Burlakov, K. Kawata, H. E. Assender, G.A.D, Briggs, A. Ruseckas, I.D.W. Samuel, Phys. Rev. B (2005) 72. [4] J. H. Burroughes, et al. Nature 347 (1990) 539. [5] Z. L. H. Meng, Organic Light-Emitting Materials and Devices, Taylor&Francis Group, CRC Press, [6] F. Hide, M. A. Dias-Garcia, B. J. Schwartz, A. J. Heeger, Acc. Chem. Rec. 30 (1997) 430. [7] D. D. C Bradley, Adv. Mater. 4 (1992) 756 Koyu (siyah) nokta degradasyonu Yüklerin göçü İntrinsik Degradasyon İlk iki bozunma mekanizması cihazın üretim koşullarının (temiz oda, eldivenli kutu gibi) iyileştirerek ve sıkılaştırarak çözülmeye çalışılmaktadır. İntrinsik degradasyon ise hala mavi rengin eldesinde büyük sorunlara neden olmaktadır. 64 Oksijen ve nemin polimerde yol açtığı kötüleşmeye halâ tam ve kesin bir açıklama getirilmemiş olmakla birlikte, oksijen gazının polimeri kimyasal olarak katkıladığı ve özelliğini bozduğu bilinmektedir. Bu nedenle aygıtların nitrojen/argon gazıyla dolu ortamlarda üretilip paketlenmeleri gerekmekte ve cihazların ömrünü, oksidasyona dayanıklı malzemeler kullanarak ve enkapsülasyon prosesini iyileştirerek artırma çalışmaları yapılmaktadır. Üretim maliyetlerini yükselten bu duruma çare bulmak amacıyla son yıllarda pek çok çalışma yapılmaktadır. OLED enkapsülasyonu da endüstriyel olarak gelecek vadeden bir konudur. Bu çalışmamızda polimer LED leri farklı enkapsülasyon malzemeleri kullanarak ve farklı yaşlandırma süreçlerine (sürekli akım sürme, yaşlandırma odasında sıcaklık ve nem uygulama) tabi tutarak yarı ömür zamanlarını karşılaştırdık.

79 PCDTBT Polimer Güneş Pillerinin Performansının Ag Nanoparçacık Kullanılarak Artırılması c N. Töre a,b, E.A. Parlak a, T.A. Tumay a, Ş. Sarıdoğan c a Ü U us j s s (U ) b G Y s j s s (GY ) ö Ü ( ) s s ntore@gyte.edu.tr Polimer güneş pilleri, yapısında p ve n tipi iki organik yarıiletken malzeme bulunduran güneş pilleridir. İki elektrot arasında bulunan bu p-n eklem üzerine düşen fotonun oluşturduğu eksitonun ayrışması, bu sayede serbest yüklerin elektrotlarda birikmesi prensibi ile çalışan fotovoltaik cihazlar üretilmektedir. Polimer güneş pillerinin performanslarının arttırılmasına yönelik çalışmalardan biri, aktif katman olarak bilinen p-n eklem yapısında bulunan organik katman içerisine nanoparçacıkların eklenmesidir. Böylelikle bu tabakanın nanomorfolojik özelliklerinin iyileştirilmesi ve gümüş nanoparçacıkların plasmonik etkileri sayesinde performansın artması beklenmektedir. Yapılan çalışmada; ITO/PEDOT:PSS/PCDTBT:PCBM(+AgNP)/Al yapısındaki organik güneş pilleri hazırlanmıştır. PCDTBT polimeri kullanılarak hazırlanan organik polimer güneş pillerinde, aktif tabaka içerisine %0.4 oranında karıştırılan yaklaşık 6 nm büyüklüğündeki gümüş nanoparçacıkların, üretilen pillerde güç dönüşüm verimi değerini %0.65 ten %1.72 değerine artırdığı gözlenmiştir. Empedans spektroskopi analizleri ile elektron ve boşluğun tekrar birleşme zamanları (recombination time n ) PCDTBT polimer güneş pili için 1.26 milisaniye olarak bulunurken, gümüş nanoparçacıkların kullanıldığı güneş pili için bu değer 0.4 milisaniye olarak bulunmuştur. Anahtar kelimeler: Organik güneş pilleri, Polimer güneş pilleri, Ag nanoparçacık, Kaynaklar: [1] C.J. Brabec, N.S. Sariciftci, and J.C. Hummelen, Plastic Solar Cells, Adv. Funct. Mater. 11, 15 (2001) [2] S. B. Darling, Energy Environm. Sci., (2009), 2, 1266 [3] P.B. Johnson and R.W. Christy, Phys. Rev. B 6,4370 (1972) [4] V. Kochergin, L. Neely, C.Y. Jao and H.D. Robinson, Appl. Phys. Lett. 98, (2011) [5] Di Qu,Fang Liu, Yinong Huang, Wanlu Xie and Qi Xu, OPTICS EXPRESS 19. (2011), [6] Li, Y.; Wu, Y.; Ong, B. S. J. Am. Chem. Soc. (2005), 127, Percussion microdrilling efficiency of pulsed lasers in the range of ns Bülent Öktem 1,*, Kıvanç Özgören 1, Can Kerse 2, Ozan Aydın 3, Emre Yağcı 3, Kutan Gürel 4, Koray Eken 3, F. Ömer Ilday 4 1 Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey 2 Department of Electrical and Electronics Engineering, Bilkent University, 06800, Ankara, Turkey 3 FiberLAST, Inc., Ankara, Turkey 4 Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey *oktem@fen.bilkent.edu.tr Short-pulsed laser microdrilling is capable of producing high quality holes with large aspect ratios at high machining rates in a wide variety of materials. It has been found that melt ejection and material vaporization are the dominant mechanisms of material removal in the picosecond and nanosecond regimes, the rate of which determines the drilling speed. A considerable amount of research has been reported during the last decade, investigating the influence of pulse duration, energy, repetition rate, wavelength, polarization, ambient gas, focal condition, and plasma effect [1, 2]. However, systematic quantitative studies on the effect of pulse duration on the processing speed and on the morphology of the holes are generally lacking. We present a simple theoretical model that allows us to describe percussion microdrilling with pulses in the sub-nanosecond and nanosecond regime for metals. Using this model, we predict the drilling speed as well as the power threshold levels required for drilling for given metal and target thickness. The model is validated by systematic experiments, yielding good agreement for stainless steel, aluminum, and copper targets as functions of the pulse duration, average output power and target thickness. The physics of the laser material interaction depends primarily on peak power and pulse duration. To this end, we used three home-built fiber lasers generating 100 ps, 1 ns, and 100 ns pulses, with repetition rates of 30 MHz, 3 MHz, and 30 khz, respectively (Fig. 1). We use a single Yb-doped fiber amplifier, seeded by three different pulse sources, all developed in our laboratory. The repetition rates have been adjusted such that the peak power is the same for the same average power. The beam is focused on the targets with a galvanometer-based scanner, using a special f-theta objective lens with a focal length of 16 cm. The spot size is measured to be 25 μm. We constructed a fully automated experimental setup with FPGA electronics to accurately measure the completion of the microdrilling process. 65

80 A comprehensive set of experiments have been performed using the three different pulse durations of 0.1 ns, 1 ns, and 100 ns on the stainless steel, Al, and Cu plates with various thicknesses. Fig. 2 show variation of the microdrilling time as a function of average power for different targets (stainless steel, Al, and Cu), pulse durations (0.1 ns, 1 ns, and 100 ns), and thicknesses (0.05 mm-0.4 mm). Several important conclusions emerge: (i) Drilling rate increases with decreasing thermal conductivity and heat diffusivity of the targets; that is, in the case of aluminum and copper the drilling process is generally slower than for steel. (ii) It is evident that the drilling time is shorter for longer pulses since with long pulses, the ablation process continues longer where the target material is at high temperatures. With shorter pulses at higher repetition rates, the process is on and off more often, which leads to reduced efficiency. (iii) For 100 ns-long pulses at 15-W average output power, it is possible to drill through steel with 0.4-mm thickness in less than 50 ms. (iv) Required exposure time to complete through drilling increases very sharply beyond a certain laser output power; thus there is a practical laser power threshold below which drilling is not feasible. (v) This power threshold is lower for longer pulses and higher for larger thermal conductivities (k Cu >k Al >k steel ). All the micromachined holes were inspected with the help of a scanning electron microscope (SEM) to evaluate the morphology of the holes, such as edge quality and the presence of burrs or surface melting (Fig. 3). We observe liquid ejection together with large amount of spall for longer pulses, indicating faster material removal rate as a result of higher energy deposition at shorter time. The amount of ablated material is larger for the 1-ns laser than for the 0.1-ns laser, but smaller than the 100-ns laser. We notice higher quality microholes on steel than Al and Cu samples due to shorter exposure time. Crater formation can be seen for the 0.1-ns pulses for samples that required excessively long exposure times for drilling. Such structure diminishes with increasing pulse duration where drilling rate is higher, as well as short pulses on thin targets, for which drilling time was short. Fig.1. Schematic diagram of the all-fiber-integrated Yb amplifier system and the microdrilling set-up. WDM: Wavelength-division multiplexer; MPC: Multi-pump combiner; LMA: Large mode area; FPGA: Field programmable gate array. 66 Fig.2. Variation of microdrilling time with respect to laser average output power and material thickness for different targets. Material thicknesses are 0.05 mm (black), 0.1 mm

81 (red), 0.2 mm (green), 0.3 mm (blue), and 0.4 mm (pink). Experimental data are plotted as circles, while the solid lines represent simulation results. Improved Transmission Characteristics in a Photonic Crystal Waveguide Geometry with Two 60 Waveguide Bends Osman Ozdemir, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Department of Engineering Physics, Faculty of Engineering, Ankara University, Ankara, Turkey oozdemir@ankara.edu.tr Fig.3. SEM images of the microholes drilled at 10 W of output power on 0.1 mm thick targets of steel (left column), Al (middle column), and Cu (right column). Upper, middle, and bottom rows are for 0.1 ns, 1 ns, and 100 ns pulse durations, respectively. The scale bar s ws 100 μ. References: [1] A. K. Dubey and V. Yadava, Int. J. Mach. Tool. Manu. 48(6), (2008). [2] S. Döring, S. Richter, S. Nolte, and A. Tünnermann, Opt. Express 18(19), (2010). Photonic crystals have attracted much interest due to their fascinating characteristics and various applications. Bends are essential to integrate photonic crystals in optical circuits. In this study, two sequential 60 waveguide bend geometry is considered in triangular lattice symmetry. The band structures are obtained with the BandSolver and the transmission spectrums are calculated with the finite-difference time-domain module of the CrystalWave software package [1]. Since a full 3D calculation is time consuming and a good agreement over a wide wavelength range is obtained, simulations are realized in 2D with effective index method [2]. Two and three holes are inserted in the bend regions and the transmission of the photonic crystal waveguide bends is optimized by considering the radii and the positions of the holes as free parameters in the Kallistos optimization tool of the PhotonDesign program. Keywords: Photonic crystals, photonic crystal waveguides, bends. Acknowledgement: We gratefully acknowledge Ankara University for the financial support (BAP project 12B ). References: [1]PhotonDesign, CrystalWave, [2]Appl. Phys. Lett. 81 (2002)

82 ELEKTRO-OPTİK ELEMANLAR KULLANILARAK YAPILAN PASİF OPTİK AĞ UYGULAMALARI Özge Güre, N. Özlem Ünverdi Y ld z Teknik Üniversitesi, Elektrik - Elektronik Fak ltesi Elektronik ve Haberleşme M hendisliği Böl m, 34220, Esenler, İSTANBUL ozgegure@ieee.org, unverdi@yildiz.edu.tr Günümüzde haberleşme ağlarında, veri iletiminin yanında ses ve video trafiğinin taşınması ve yeni uygulamaların hayatımıza girmesiyle birlikte internet omurgasında yüksek band genişliğine duyulan ihtiyaç artmaktadır. Söz konusu olan yüksek kapasite ihtiyacını her geçen gün gelişen fiber optik teknolojisi karşılamaktadır. Bu yönüyle iletişim teknolojilerinde optik haberleşmenin kullanımı, gerek kullanılan elektro-optik eleman çeşitleri, gerekse veri, ses ya da video hizmetinin verileceği lokasyona uygun altyapı seçimiyle yaygınlaşmaktadır. Gelecekteki sistemlerin, optik fiberin doğrudan son kullanıcıya ulaştığı sistemler olması öngörülmektedir. Buna bağlı olarak günümüzde FTTH (Fiber-tothe-Home, Eve Kadar Fiber) sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Bu yapıyı sağlayan ve PON (Passive Optical Network, Pasif Optik Ağlar) olarak hizmet veren pasif mimarilerde, optik çevrimdeki aktif elemanlar yerine pasif elemanların kullanılması ile yatırım ve bakım maliyetinin azalmasındaki katkılarından dolayı optik fiberin kullanıldığı erişim ağlarında önemli yere gelinmiştir. referans topolojilere optik modülatörlerin, optik kuvvetlendiricilerin, optik filtrelerin, optik izolatörlerin, optik reflektörlerin ve optik kuplörlerin eklenmesiyle pasif ağ yapısının verimini olumlu ya da olumsuz şekilde etkileyebilecek olan durumlar değerlendirilmiştir. Uygulamalarda elde edilen BER (Bit Error Rate, Bit Hat Oranı) diyagramları, zaman domeni çıktıları ve spektrum çıktılarından yararlanılarak PON mimarisine uygun yapılar incelenmiştir. Geliştirilebilecek verimli pasif ağ yapıları belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: İletişim teknolojileri, optik haberleşme, pasif optik ağ, optik fiber, optik devre elemanları, FTTH. Kaynaklar: [1] Lam C. F., Passive Optical Networks Principles and Practice, Academic Press Elsevier, Burlington, [2] Keiser G., FTTX Concepts and Applications, John Wiley & Sons, New Jersey, [3] Brillant A., Digital and Analog Fiber Optic Communications for CATV and FTTx Applications, SPIE Press, New Jersey, [4] Güre Ö., Pasif Optik Ağlar ve Uygulamalar, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Bu çalışmada, elektro-optik elemanların kullanıldığı pasif optik ağların performansını etkileyen faktörler incelenmiş ve oluşturulan değişik topolojilerle uygulamalar yapılmıştır. OptiSystem 7.0 simülasyon programı ile teorideki güç bütçesi hesabına uygun ve optik iletişim performansının artırılması için geliştirilebilecek olan topolojiler üzerinde çalışılmıştır. Pasif optik ağlarda kullanılan temel bileşenlerin çeşitli karakteristik özellikleri değiştirilerek ağ performansına olan etkileri incelenmiştir. Ağda kullanılan optik fiberin çeşidi, uzunluğu ve dispersiyon değerlerinin, pasif optik ağ temel bileşenlerinden bölücünün ekleme kaybı, geri dönüş kaybı ve gürültü dinamiği parametrelerinin ve verici kısmında yapılan değişikliklerin, sistem üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Çalışmada ele alınan çeşitli

83 Three step numerical simulation model of laser induced surface nanostructuring I. Pavlov 1,2, B. Öktem 1, A. Rybak 1,2, U. Teğin 1, F. Ömer Ilday 1 1 Department of Physics, Bilkent University, TR Ankara, Turkey 2 Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine pavlov@fen.bilkent.edu.tr FOTONİK 2012 Here we demonstrate the result of numerical simulation of laser induced surface nanostructuring. Self-organized nanostructuring of surface under powerful short pulsed radiation is promising alternative for conventional methods to create different type of nanostructure on the surface. Although laser-induced materials nanostructuring is known for several decades 15-25, it is not widely used owing to stubborn problems of quality control. To investigate the possibility of quality control of the structure computer simulations based on the 3-step model was developed and reproduces all of the essential features observed experimentally for Ti surface. The main steps of the model are following: (i) Incident laser beam with peak intensity close to the ablation threshold for surface (in our case Ti) is scattered from existing structures or any surface defects and interferes with the incoming laser beam. (ii) At the points where intensity is maximized, sufficient energy is transferred to the surface to cause localised melting and evaporation, which then reacts rapidly with O2 from the air to form oxide (TiO2). (iii) AsTiO2 piles on top, the penetration of O2 through the oxide layer decreases exponentially, which slowly halts the process. The result of numerical simulation shows possibility of control the quality of the structure (long range order) by applying feedback mechanism from already existing structure on the surface to new area on the surface which is going to be nanostructured. In the experiment it can be performed simply by scanning the laser beam with defined parameters along the surface. The experimental result is in good agreement with numerical simulation result. Proposed method opens a door for wide using of this phenomena in many industrial and scientific applications. Fig. 2. (a), (b) Results of numerical simulations with stationary beam and with scanning beam, respectively. (c), (d) SEM imagines of the processed samples with stationary beam and with scanning beam, respectively. Referances: [1] Temple, P. A. & Soileau, M. J. Polarization charge model for laser-induced ripple patterns in dielectric materials. IEEE Journal of Quantum Electron. QE- 17, (1981). [2] Van Driel, H. M., Sipe, J. E., & Young, J. F. Laser-induced periodic surface structures on solids: a universal phenomenon. Phys. Rev. Lett. 49, (1982). [3] S. J. E., Young J. F., Preston J. S., & van Driel H. M., Laser-induced periodic surface structure. I. Theory. Phys. Rev. B 27, (1983). [4 ] Emel'yanov, V. I., Zemskov, E. M., & Seminogov V. N. Theory of the formation of normal and anomalous gratings on the surfaces of absorbing condensed media exposed to laser radiation. Sov. J. Quantum Electron. 14, (1984). 69 Keywords: laser induced nanostructure, nonlinear lithography.

84 10 W, 5.5 ns, 100 khz all-fiber laser at 1.55 µm E. Dülgergil 1,3, I. Pavlov 2,4, E. Ilbey 2, F. Ömer Ilday 2 1 DEPARTMENT OF PHYS CS, Middle East Technical University (METU), Ankara, Tutkey 2 Department of Physics, Bilkent University, TR Ankara, Turkey 3 Meteksan Savunma Inc., Ankara, Turkey 4 Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine ebrud@fen.bilkent.edu.tr FOTONİK 2012 Here, we report on the development of an all-fiber master-oscillator power-amplifier (MOPA) system, where the power amplifier is based on Er-Yb codoped double-clad (DC) fiber. The system produces more than 10 W of average output power at 100 khz repetition rate with 5.5 ns pulse duration, which corresponds to about 16 kw of peak power and 0.1 mj of pulse energy. Despite the use of a quasisingle-mode gain fiber (core diameter of 12 μm), the amplifier output is obtained through a Corning SMF-28 fiber, which is strictly single-mode and absolutely no effort, even fiber coiling, is applied to the gain fiber to maintain the singlemode operation. This is the highest peak power, to our knowledge, of truly single-mode operation fiber amplifier at 1550 nm. Fig. 1. Schematic drawing of the experimental setup; MPC, multiple pump signal combiner; DCF, double-clad fiber, WDM, wavelength-division multiplexer. Inset: cooling system of the critical splice points. The seed source was based on electronically modulated distributed feedback semiconductor laser (DFSL), operated at 1550 nm. The DFSL current were modulated with 500 khz repetition rate to provide average power about 0.2 mw. Than the output was amplified to 130 mw and repetition rate decreased to 100 khz by acoustooptic modulator (AOM). (The DFSL, preamplifier and AOM are no shown on the picture, and specified as a seed source). Three stage of amplifier were applied to increase step by step pulse energy without any visible ASE creation between pulses. Further increasing of pulse energy and peak power is limited by significant spectral broadening due to well known nonlinear effects in the fiber [1]. We expect this robust system to be of use in various applications requiring high pulse energy, low repetition-rate pulses at an eye-safe wavelength. 70

85 100-W, 100-MHz, 4.5-ps YB-doped Fiber Laser System P. Elahi 1, S. Yılmaz 1, Ö. Akçaalan 1, H. Kalaycıoğlu 1, B. Öktem 2, Ç. Şenel 1,3, F. Ö. Ilday 1, K. Eken 4 1 Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey 2 Institute of Materials Science and Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, Turkey 3 Ü I U us j s s (U ), G, 41470, u 4 FiberLAST Inc., Ankara, Turkey Fig. 2. (a) Temporal profile of the 5.5-ns pulses after last stage of amplifier (red line) and after seed source (black line). (b) Spectral shape after last stage of amplifier (red line), and after seed source (black line). Keywords: fiber laser, Er-fiber amplifier. Referances: [1] D. J. Richardson, J. Nilsson, and W. A. Clarkson. "High power fiber lasers: Current status and future perspectives," J. Opt. Soc. Am. B 27, B63-B92 (2010). pelahi@fen.bilkent.edu.tr We present a 100-W, 100-MHz, 4.5-ps Yb fiber laser using doping management. The laser system is intended for non-thermal, high-speed and high-precision micromachining. There is much interest and rapid progress on the use of ultrafast fiber lasers [1] for micromachining, particularly metals, but also including dielectrics such as various ceramics, silicon. It is well known that use of a few picosecond shorter pulses (faster than the electron-phonon coupling time in the target material) largely avoids thermal effects and allows higher precision. However, higher repetition rates are required to increase material processing speed. Here, we present a 100-MHz, 100-W, 4.5-ps Yb fiber laser system, with in-fiber peak powers as much as 200 kw. A schematic of the laser setup, comprising of a modelocked Yb-fiber oscillator, three stage amplifiers and a pair of grating for prechirping the seed pulses, is shown in Fig Fig. 1. Schematic of the setup. MPC, multi-pump signal combiner; MM, multimode. The Yb-fiber oscillator operates in the all-normal dispersion (ANDi) regime with a repetition rate of 100 MHz. The first stage amplifier is core-pumped and produces 2.7-ps

86 pulses with 100 mw of average power. A grating compressor with the density of 900 line/mm is inserted after the first stage amplifier to control the seed chirp and total group delay dispersion. The second stage, which delivers 5.2 ps pulses with 1 W of average power, comprises a single-mode double-clad (DC) fiber pumped by a single 10-W diode. The final amplifier is composed of a multiport pump-signal combiner (MPC) with 5 pump ports. We employed a two segment Yb gain fiber for power amplifier to optimize thermal effects and nonlinearity [2]. The first gain segment is 1.8-m long low-doped Yb fiber with 6.5 db/m absorption at 980 nm, and the second is 1.6-m long high-doped Yb fiber with 10.8 db/m of absorption. Fig. 2(a) shows the measured amplifier output power with 72% slope efficiency, in comparison to simulations. The optical spectrum at output power of 100 W and the corresponding intensity autocorrelation measured of the pulses obtained with prechirping are shown in Figs. 4(b) and 4(c), respectively. A 4.5-ps pulse width was obtained at output power of 100 W. References: [1] D. J. Richardson, J. Nilsson, and W. A. Clarkson, J. Opt. Soc. Am. B 27, B63 (2010). [2] P. Elahi, S. Yılmaz, Ö. Akçaalan, H. Kalaycıoğlu, B. Öktem, Ç. Şenel, F. Ö. Ilday, and K. Eken, Opt. Lett. 37, (2012). 72 Fig. 2. (a) Measured (squares) and simulated (solid line) output power versus pump power. (b) Measured optical spectra at output powers of 100 W. (c) Measured intensity autocorrelation by using grating compressor at output powers of 100 W. In conclusion, we have demonstrated a 100-W, 4.5-ps, 100-MHz Yb-doped fiber laser system, which is ideally suited for non-thermal, high precision and high-speed processing of metals and most dielectrics. We have utilized discrete doping management, i.e., a combination of a low-doped and a high-doped fiber in the power amplifier to circumvent the trade-off between thermal and nonlinear limitations. Keywords: Yb-fiber lasers, Micromachining, Doping Management

87 Characterization of the Photonic Crystal Ring Resonator Structure for Optical Sensing G. Reha Hepguler, Fulya Bagci, Baris Akaoglu Ankara University, Department of Engineering Physics Ankara, Turkey Recently, there has been great progress in the evolution of optical sensing technology. Photonic crystals based on micro ring resonators offer an attractive platform due to photonic band gap effect, small size and good sensitivity [1]. In this study, a ring resonator based triangular lattice photonic crystal covered by water is investigated in terms of biosensing efficiency. In the simulations, the commercial CrystalWave PhotonDesign program [2] is employed with effective index method [3]. The ring resonator is arranged between the input and output waveguides. After optimizing the structure, the sensitivity of the holes at the bottom of the ring resonator and in the coupling region are investigated in terms of resonant wavelength shift and quality factor. Acknowledgement : We gratefully acknowledge Ankara University for the financial support (BAP project 12B ) Keywords: Biosensor, ring resonator, photonic crystal References: [1]IEEE Sens. J (2010) [2]PhotonDesign, CrystalWave, [3]Appl. Phys. Lett. 81 (2002) SOĞUTMASIZ KIZILÖTESİ TERMOMEKANİK ALGILAYICI Ulaş Adiyan*, R.Burak Erarslan*, Selim Ölçer*, Hamdi Torun**, Hakan Ürey* * Ü v s s, Rumelifeneri Yolu Sarıyer İstanbul ** Ü v s s, Bebek İstanbul uladiyan@ku.edu.tr, hurey@ku.edu.tr Termal görüntüleme; tıbbi görüntüleme, hedef tespiti, gözetleme, izleme devreleri ve kurtarma gibi birçok termal haritalama uygulamasını içinde barındırır. Bu çalışmada, mikro elektro-mekanik sistem (MEMS) tabanlı soğutmasız termo-mekanik kızılötesi (IR) algılayıcı dizinlerinin tasarım, üretim sonuçları ile bu çalışma kapsamında tümleştirmede kullanılmak üzere üretilen CMOS okuma devresine ait analizler sunulmuştur. Algılayıcının çalışma prensibi, gelen kızılötesi ışınımın mekanik bükülmeye dönüştürülmesine dayanmaktadır. Pikseller, şeffaf bir alt taşa çift maddeli bacaklar aracılığıyla bağlanan asılı zarlardan oluşmaktadır. Emilen kızılötesi ışınım, yapının sıcaklığını değiştirir ve bu değişim, uzama katsayıları farklı olan çift madde bacakların bükülmesine neden olur. Bu mekanik bükülme, her pikselin altına gömülmüş kırınım ızgaralarından yansıyan okuma ışınının birinci kırınım mertebesi algılanarak nanometre altı hassasiyet ile optik olarak ölçülür. Optik okuma için iki yöntemden yararlanılmıştır: (i) yansıyan ışının kırınım birinci mertebesinin Fourier filtrelemesi kullanılarak tekrar görüntülenmesi, (ii) MEMS algılayıcı dizini ile foto detektör dizini ve dizindeki her piksel için optik okuma ışığını geçirmeyi sağlayan delikler barındıran CMOS çipinin tümleştirilmesi. Bu yöntem, optik okuma için yeni geliştirilen ve ilk defa denenen bir yöntemdir. Optik okuma devresi ise standart CMOS 0.18 µm üretim teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Üretim sonrası işlemler olarak çipler inceltilmiş ve çiplere okuma ışınının geçmesine izin verecek delikler açılmıştır. Elektronik çiplerin üretim sonrası işlemlerinden sonra bu çipler MEMS çiplerle hizalanmış ve bütünleştirilmiş, bu bütünleştirme yeni bir tümleşik optik okuma yöntemini mümkün kılmıştır. 73 Anahtar kelimeler: Kızılötesi algılayıcı, MEMS, CMOS tümleştirme, Optik okuma

88 Kaynaklar: [1] H. Torun and H. Urey, "Uncooled thermo-mechanical detector array with optical readout," Opto-Electronics Review, vol. 14, pp , 2006., [2] H. Torun, O. Ferhanoglu, H. Urey, Thermo-Mechanical Detector Array with Optical Readout, P18, IEEE-LEOS Optical MEMS Conference, Big Sky, Montana, USA, August [3] M. F. Toy, O. Ferhanoglu, H. Torun, H. Urey, Uncooled Infrared Thermomechanical Detector Array: Design, Fabrication, and Testing, Sensors and Actuators: A. Physical, Vol 156, p , FEMTOSANİYE LAZER KULLANARAK İNCE FİLMLER ÜZERİNDE PLAZMONİK NANOYAPILAR OLUŞTURMA Ramazan Şahin, Selçuk Aktürk s u Ü v s s d s d s ö rsahin@itu.edu.tr Femtosaniye lazerler (Fs-Lazer) icadından bügüne birçok alanda değişik uygulamalar için kullanılmaktadır. Örneğin Femtosaniye lazer kullanarak materyallerin yüzeyinde nanometre mertebesinde yapılar oluşturulabildiği gibi materyallerin iç özellikleri de (kırınım indeksi) değiştirilebilir. Fs-Lazer kullanılarak yüzey işleme yöntemi yüksek kalitede yüzey yapılandırma sağlar [1]. Bu özellik lazerin etkileşme süresinin ısı difüzyonu süresinden çok kısa olmasından kaynaklanmaktadır. Fs-Lazer işleme yönteminin faydalarının yanısıra bazı dezavantajları vardır. Yüksek NA odaklama ekipmanları kullanıldığında dikkat edilmesi gereken noktalar vardır. Örnek konumlama düzeneği, optik aberasyonlar ve Ultraviyole (UV) dalgaboyları kullanıldığında gerekli olan pahalı optik ekipmanlar. Bu çalışmada Bessel hüzmeleri kullanıldığında bu problemlerden kolaylıkla kurtulunabileceği gösterilmiştir. Bessel hüzmeleri kırınımsız ilerlediğinden lazer uygulamaları için ilgi odağı olmuştur. UV dalgaboyları kullandığımızda ise pahalı ve ekstra odaklama ekipmanlarına ihtiyaç duymadan çözünürlüğü kolayca artırabilmekteyiz. Lazer sistemimiz merkez dalgaboyu 1030 nm olan, 1 khz tekrarlama süresi ile 550-fs lik Gauss hüzmeleri üretmektedir. Özel kristaller kullanılarak aynı sistemden 515 nm, 343 nm ve 257 nm dalgaboylarında temel lazer modunun sırasıyla 2., 3. ve 4. harmoniklerini üretebilmekteyiz. Gauss hüzmelerini konik mercek kullanarak Bessel hüzmelerine dönüştürüyoruz. Enerjiyi kademeli olarak düşürerek yüzeyde yapılar oluştururken yapıların boyutlarının küçüldüğü gözlenmiştir [2]. Yaptığımız deneylerde 3. ve 4. harmonik kullanarak 125 nm çözünürlüğe ulaşıldı. İnce metal filmler üzerindeki 2 boyutlu periyodik yapılar plazmonik uygulamaları sebebiyle önemli hale gelmiştir. Metal yüzeylerdeki 2 boyutlu yapılar yerel ve ilerleyen yüzey plazmon modlarını tetiklemektedir. Yüzey plazmon polaritonları ve yerel yüzey plazmonları sensör uygulamalarında, yüksek çözünürlük görüntülemede ve diğer uygulamalarda önemli bilgiler taşımaktadır. 74

89 PLAZMONİK LENS TABANLI YÜZEYDE ZENGİNLEŞTİRİLMİŞ RAMAN SAÇILIM SUBSTRATI Semih Cakmakyapan 1, Mehmet Kahraman 2, Mustafa Culha 2, Ekmel Ozbay 1 1 ö, v d s ö, N j, Ü v s s, 06800,, 2 Department of Genetics and Bioengineering, Faculty of Engineering and Architecture, Şekil 1. du 700 v u 300 p d Yeditepe University, Istanbul, Turkey semihc@bilkent.edu.tr Fused silica üzerine 25 nm kalınlıkla kaplanmış altın film üzerine boyutları nm civarında ve periyodu nm arasında değişen nanoparçacık dizilimleri üretimi gerçekleştirildi. Bu yapılar üzerinde geniş dalga boyunda ışık üreten kaynak kullanılarak geçirgenlik ölçümleri yapıldı. Yapılan ölçümlerde yüzey plazmonlarının uyarıldığı gözlemlendi. Bu sunumda yaptığımız deneylerin ayrıntıları ve sonuçları paylaşılacaktır. Bu çalışma TUBİTAK ve TÜBA tarafından desteklendiğinden teşekkürlerimizi sunarız. Anahtar kelimeler: femtosaniye lazer, plazmonik yapi, nanoyapilandırma,nanofabrikasyon Kaynaklar: [1] C. Momma et al., Appl. Surf. Sci , 15 (1997). [2] Akturk S. et al. APL January2012 Metal nano yapıların optik özellikleri bir çok grup tarafından araştırılmıştır [1]. Moleküller ve plazmonik nano yapılar arasındaki etkileşimin incelenmesi de yüzey zenginleştirilmiş Raman spektroskopi (SERS) uygulama alanı açısından önem taşımaktadır [2]. Yüzey plazmonlarının özellikleri metal film kalınlığı, metal yüzeyin pürüzsüzlüğü ve etkileşim halindeki dielektrik ortamın kırıcılık indisine bağlıdır. Raman aktif bir molekül yüzey plazmonları ile uyarıldığında indüklenen dipol momentin şiddeti artar ve böylece aktif molekülden elde edilen Raman saçılmaları da artış gösterir [3]. İki bağımsız mekanizma olan kimyasal ve elektromanyetik olayların birlikte rol aldığı bu durum surfaceenhanced Raman scattering (SERS) olarak adlandırılmaktadır [4]. Elektrik alandaki artışın temel nedeni yüzey plazmonlarıdır. Bu sebeple, yüzey plazmonlarının artmasını sağlamak için plazmonik yapıların oluşturulması ve optimize edilmesi gerekmektedir [5]. Metal film üzerine gönderilen elektromanyetik dalganın yoğunluğu metal üzerindeki yarık bölgesinde artış gösterebilir ve lokalize olabilir [6]. Lokalize olmuş elektrik alan metal üzerindeki yüzey plazmonları ile etkileşime girebilir. Böylece yüzey plasmon polaritonları metal yüzey boyunca ilerleyebilir. Dairesel yarıklarda yüzey plasmon polaritonları dairenin merkezine doğru odaklanır ve böylece plazmonik lens özelliği görülebilir [7]. 75 Şekil 1: s p s ö s v p d d

90 Bu çalışmada farklı yarıçaplara ve yarık aralıklarına sahip dairesel plazmonik lens yapıları electron demet litografisi ile fabrike edilmiştir. Litografinin ardından örnek 100 nm gümüş kaplanmıştır. Fabrikasyonu tamamlanmış örnek bir yapının SEM görüntüsü ve yüzeydeki elektrik alan dağılımının simulasyon sonucu Şekil 1 de gösterilmiştir. Bu yapıların SERS ile ilişkileri p-atp molekülleri kullanılarak test edilmiştir. SERS teki artış yapılardan alınan sonucun düz alına oranına bakılarak hesaplanmıştır. Plazmonik lens yapısındaki halkanın çapı 2 μm olarak sabit tutulup, yarık aralığının SERS üzerine etkisi araştırılmıştır. Ardından yarık aralığı sabit tutulup halka çapının SERS e etkisine bakılmıştır. Sonuçlar Şekil 2 de gösterilmiştir. Fotoakustik Mikroskopide Kullanılmak Üzere Sürekli Tayflı Nanosaniye Atımlı Fiber Lazer Sistemi S. Yavaş 1 *, E. A. Kipergil 2, Y. B. Eldeniz 3, Ö. Akçaalan 4, M. Erdoğan 1, H.Erkol 2, M. B. Ünlü 2, F. Ö. İlday 4 1 v N j s s, Ü v s s, 06800, 2 ö, Ü v s s, 06800, 3 d s, Ü v s s, 06800, 4 ö, Ü v s s, 06800, *seydi@bilkent.edu.tr Şekil 2: v p s p p s p R sp u Anahtar kelimeler: Yüzey plazmonları, plazmonik lens, SERS Kaynaklar: [1] R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, and C. A. Mirkin, "Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles," Science 277, (1997). [2] B. Pettinger, B. Ren, G. Picardi, R. Schuster, and G. Ertl, "Nanoscale probing of adsorbed species by tip-enhanced Raman spectroscopy," Phys Rev Lett 92 (2004). [3] C. L. Haynes, A. D. McFarland, and R. P. Van Duyne, "Surface-enhanced Raman spectroscopy," Anal Chem 77, 338a-346a (2005). [4] M. Moskovits, "Surface-Enhanced Spectroscopy," Rev Mod Phys 57, (1985). [5] S. J. Lee, Z. Q. Guan, H. X. Xu, and M. Moskovits, "Surface-enhanced Raman spectroscopy and nanogeometry: The plasmonic origin of SERS," J Phys Chem C 111, (2007). [6] Y. Xie, A. R. Zakharian, J. V. Moloney, and M. Mansuripur, "Transmission of light through slit apertures in metallic films," Opt Express 12, (2004). [7] Z. W. Liu, J. M. Steele, W. Srituravanich, Y. Pikus, C. Sun, and Z. X, "Focusing surface plasmons with a plasmonic lens," Nano Lett 5, (2005). Fotoakustik mikroskopi, son yıllarda gittikçe önem kazanan, kullanımı gün geçtikçe artan ve elde edilen sonuçlar itibariyle gelecek vadeden bir görüntüleme tekniğidir. Özellikle damar gelişimi [1], deri altı habis tümörlerin bulunması [2], diyabet [3], hipertansiyon [4] gibi sistemsel hastalıkların teşhisi, ilacın vücut içinde takibi ve etkinliğinin izlenmesi [5], yaraların iyileşme sürecinin gözlenmesi [6], beyin görüntülenmesi ve haritalanması [7] gibi önemli alanlarda kullanımı giderek artmaktadır. Çözünürlük açısından optik görüntülemeye, örneğe nüfuz etme açısından da ultasonik görüntülemeye yakın sonuçlar elde edildiği için bu aradaki büyük boşluğu dolduran görüntüleme tekniği olarak önümüzdeki yıllarda giderek gelişmesi beklenmektedir. Fotoakustik mikroskopi ile görüntüleme yapmak için nanosaniye atımlı lazerler kullanılmaktadır. Bu lazerlerin atımlarının süresi, enerjisi, sıklığı ve atımlar arası kararlılık alınan fotoakustik sinyalin genliğini, kalitesini, görüntü elde edilme hızını ve görüntü çözünürlüğünü etkilemektedir. PAM lazer sistemlerinde günümüzde genellikle Q-switch lazerler, düşük-güçlü diyot lazerler ve son zamanlarda da fiber lazerler kullanılmaktadır. Bu lazer sistemlerinin hiçbirinde lazer parametreleri birbirlerinden bağımsız olarak kontrol edilememektedir ve görüntülenecek duruma bağlı olarak, örneğin damar gelişimi izlenmesi ve hücre düzeyinde görüntüleme için birden fazla lazer gereksinimi doğmaktadır. [8,9] 76

91 Bu çalışmada fotoakustik mikroskopide kullanılmak üzere nm aralığında dalgaboylarında nanosaniye atımlar verebilen bir sistem geliştirdik ve fotoakustik mikroskopide kullanılmak üzere hazır hale getirdik.sistem Yb-fiber lazer salıngaç ve yükselteç, akusto-optik mudülatör ve sürekli tayf(supercontinuum) üreten fotonik kristal fiber kısımlarından oluşmaktadır. Atımların sıklığı ve tamamen isteğe bağlı atım dizilerinin oluşturulması akustooptik modülatörün alanda programlanabilir kapı dizileri (FPGA) sağlanmaktadır. Fotoakustik mikroskopi için gerekli önemli en önemli parametrelerin; atım süresinin(1-3 ns), atım enerjisinin (10 mikrojule kadar), atım sıklığının (50 khz- 3MHz aralığında) birbirinden bağımsız olarak ayarlanabilmesi açısından dünyada ilktir. Bu özelliği sayesinde değişik fotoakustik probları üretilen geniş spektrum aracılığıyla uyarılabilecek ve bütün önemli parametreler kontrol edilebildiği için değişik amaçlar için tek lazer sistemi yeterli olacaktır. Sistemin tamamı fiber bileşenlerden oluştuğu ve mekanik bileşen içermediği için sistemin çıkışında elde edilen huzme için herhangi bir ek ayarlama gerekmemekte ve mekanik titreşimlerden etkilenmemektedir. Ayrıca herhangi ek bir sıcaklık konrolüne ve izolasyona gerek duymadan kararlı bir şekilde çalışmaktadır. Lazerin yapımında halihazırda ticari olarak satılan fiber bleşenleri kullanılmıştır ve kendisinden daha az yetiye sahip sistemlere oranla daha ucuza maledilmiştir. Şekil-1. s s f sp u u v s s Şekil-2. Fiber lazer-fotoakustik mikroskopi sistemi Anahtar kelimeler: fotoakustik mikrokopi, fiber lazer, sürekli tayf Kaynaklar: [1] C. G. A. Hoelen, F. F. M. de Mul, R. Pongers, and A. Dekker, Opt. Lett. 23, 648 (1998). [2] H.F. Zhang, K. Maslov and L. Wang, Nature Prot. 2, 797 (2007). [3] R. Weiss, Y. Yegorchikov, A. Shusterman,, I. Raz, Diabetes Tech. & Ther. 9, 68 (2007) [4] S. Hu, K. Maslov, L. Wang, Opt. Exp. 17, 7688 (2009). [5] I. Varghese, C. Cetinkaya, J. Pharmac.. Sciences 96, 2125 (2007) [6] R.J. Talbert, S.H. Holan, J.A. Viator, Phys. in Med. and Bio. 52, 1815 (2007) [7] H.F. Zhang, K. Maslov, G. Stoica, L.V. Wang, Nature Biotech. 24, 848 (2006) [8] E.I. Galanzha, E.V. Shashkov, P.M. Spring, J.Y. Suen and V.P.Zharov, Cancer Res. 69, 7926 (2009) [9] L.V. Wang, IEEE J. Quantum Electron. 14, 171(2008) 77

92 DOĞADAN ESİNLENMİŞ FONKSİYONEL NANOYAPILARDA YAPISAL RENKLENME FOTONİK 2012 T. Khudiyev, T. Doğan, M. Bayindir UNAM-U us N j v ö, Ü v s s tural@unam.bilkent.edu.tr Doğada mevcut olan renklenme metodları genelde pigment ve yapısal renklenme olarak ikiye ayrılmaktadır. Pigment renklenmesinden farklı olarak yapısal renklenme fotonik kristal, ince film girişimi, saçılım mekanizmalarından [1] veya onların kombinasyonlarından oluşabilmektedir. Bunlar arasında fotonik kristal tabanlı renklenme orjinalliği ve fonksiyonelliği dolayısıyla en dikkat çekenidir. Canlılardaki bu yapıları periodik yapılardan ve en önemlisi bu effekte has olan yanardönerlik özelliğinden anlamak mümkündür. Yapısal renklenmenin en çok bulunduğu canlı türleri kuşlar ve böceklerdir. Canlılardakı bu yapılar son yıllarda sıkça araştırılmakta ve fonksiyonelliği dolayısıyla taklit edilmeye çalışılmaktadır [2]. Bu çalışmada yaban ördeğinin boynunda bulunan çok özel fotonik kristal türünün olduğu gözlemlenmiş ve bu yapıyı yeni fabrikasyon tekniği [3] kullanarak bio-taklidinin yapılması hedeflenmiştir [4]. Yaban ördeğinin kafasında bulunan yeşil tüyler mikroskopla incelendiğinde parlak yeşil rengi kolay bir şekilde görmek ve hatta mikroskop objektifini büyüttüğümüzde rengin maviye doğru kaydığını gözlemlemek mümkündür. Elektron mikroskopu ile tüyün kesit alanına baktığımızda tüyün özellikle çevre bölgesinde periodik ve heksagonal bir dizilime sahip fotonik kristal yapısının olduğu anlaşılıyor. Şekil 1: Y ö d d f s s v s u. (a) Y ö d. ( ) Y p s p ö s. ( ) s u ö s s. (d) s u d d d f s s v p u d d s u s s u v sp d d ö s u s. 78 Günümüzde çubuk kısmı yüksek indise ve altıgen dizilime sahip fotonik kristaller pek rastlanmayan bir sistemdir. Yeşil rengin yansımasına sebep olan ve fotonik kristali oluşturan iki farklı madde, kırılma indisi sırasıyla 2 ve 1.54 olan keratin ve melanin pigmentleridir. Tekbaşına bu yapılar belirgin bir renge sahip değiller. Mikroskop görüntülerinden yararlanılarak, bu yapıların kafes sabiti ve çapı belirlenerek FDTD nümerik tekniğiyle simülasyonu yapıldı. Optik mikroskop ve MAYA spektrometresi kullanılarak yeşil bölgeden gelen yansıma spektrumu elde edildi. Simulasyon ve ölçüm sonuçlarının uyumu Şekil 1d den kolayca anlaşılabiliyor.

93 Tekrarlamalı fiber çekme metodu kullanılarak yaban ördeğindeki fotonik kristal mekanizmasının gözlemlendiği periyodik nanoyapılar geniş-alanda ve istenilen uzunlukta elde edilebilir. Bunun için bir birini takip eden iki veya üç fiber çekme aşaması yeterli olacaktır. Her aşamada fiber arası küçültme faktörüne tabi tutulursa istenilen ölçülere kolayca ulaşılabiliyor. Fiberi oluşturan yapı ve malzemeler tümü polimer, çekirdek-kabuk (PES ve PVDF sırasıyla) olarak dizayn edildi. Bunun sebebi polimerlerin keratin ve melanin gibi düşük indise ve transparanlığa sahip olmasıdır. Kaynaklar: [1] 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). [2] M. Kolle, P. M. Salgard-Cunha, M. R. J. Scherer, F. Huang, P. Vukusic, S. Mahajan, J. J. Baumberg and U. Steiner, Mimicking the colourful wing scale structure of the Papilio blumei butterfly, Nature Nanotechnology, vol. 5, page 511 (2010). [3] M. Yaman, T. Khudiyev, E. Ozgur, M. Kanik, O. Aktas, E. O. Ozgur, H. Deniz, E. Korkut, Mehmet Bayindir, Arrays of indefinitely-long, uniform nanowire and nanotube, Nature Materials, vol. 10, page 494 (2011). [4] T. Khudiyev, T. Dogan, Mehmet Bayindir, Bio-mimicking of mallard feather using iterative size reduction technique, in preparation (2012). 79 Şekil 2: f ö d d f s s edilmesi. ( ) f du u ös. (b) Yeni fabrikasyon du u d d p d. ( ) d p u u s mi s p ö s. Ayrıca ikinci aşama sonucunda yapıdakı kabuk kısmı sıcaklıkla eriyerek içine çekirdek kısmının periyodik olarak gömülü olduğu tek bir yapı haline gelecektir. Bu şekilde iki aşamada fotonik kristal mekanizmasının sebep olduğu istenilen renk elde edilebilecektir. Fiber çekme mekanizması sonucu elde edilen nanoyapılar, dizilimi ve kitle-üretimi olarak bakıldığında doğada bulunan tüy yapısını taklit etmede kolaylık sağlayacağı gözlemlenebiliyor. Anahtar kelimeler: Nanofotonik, Nanoteller, Bio-taklit, Fotonik kristal, Yukarıdan-aşağıya üretim tekniği

94 POLİMER ÇEKİRDEK-KABUK NANOTELLERDE REZONANT OLMAYAN MİE SAÇILMASI FOTONİK 2012 T. Khudiyev, M. Bayindir UNAM-U us N j v ö, Ü v s s tural@unam.bilkent.edu.tr Nanoboyutta ışık malzeme etkileşimi farklı malzeme türlerinde değişik optik etkilere neden olabilmektedir. Yüksek indisli ve dalgaboyundan çok küçük nanoyapılarda rezonant Mie saçılması [1] gözlemleniyor. Nanoboyuttaki metaller ise ışığı dalgaboyundan daha küçük bir bölgeye hapsetmede ve burada ışığın gücünü artırmada kullanılıyor. Diğer bir malzeme özelliği olan emilme yine nanoboyutta hassas bir şekilde rezonant emilme için dizayn edilebilir. Tüm bu optik olaylar özellikle nanoteknoloji araştırmalarının etkin olduğu son yıllarda kendine özgün uygulama alanları ortaya çıkarmıştır. Düşük indise sahip malzemelerin özellikle polimerlerin nanoboyuttaki optik etkiler için uygun olmaması bu nanoyapılarda bir eksiklik olarak düşünülmüştür ve bu sebepten literatürde nanotel polimerlerin optik uygulamalarına nadir rastlanmaktadır. Polimerler tüm malzemeler arasında belki de en ucuzu ve en kolay elde edilebilenidir. Fakat bir boyutlu polimer yapıları makroboyuttan farklı olarak nanoboyutta çok az kullanılmaktadır. Bu malzemelerin özellikle optikte az kullanılmasının sebepleri olarak, metal ve yarıiletken malzemelerdeki optik ve optoelektronik özelliklerin bulunmaması, gereken özelliklere sahip polimer nanoyapılarının üretilememesi ve yoğrun ışık altında bilhassa UV bölgesinde bozunabilirliğinin olması gösterilebilir. Tüm bu eksikliklere rağmen polimer nanoyapılarının şu ana kadar organik ışık yayan diyotlar (OLEDs), alan etkilli transistör (FETs) ve güneş pilleri için kullanılabilindiği gösterilmiştir. Fakat polimer nanoyapılarının geometriye bağlı değişen optik özellikleri hala araştırma gerektiren konu olarak duruyor. Şekil 1: R s s ( ) I d k- u d s s. ( ) I d - u p s d d p f. ( ) p d u u d p d s. (d) Y f s -polimer d - u s d u s. Bu çalışmada Mie saçılmasında bulunan ve sadece düşük indisli malzemeler için uygulanabilen ve optik özellikleri itibariyle çok zengin bir bölgenin olduğunu gözlemledik. Işığın yapının içinde rezonans göstermesi yerine dışarıda tutulması bu mekanizmanın rezonant olmayan bir özelliğidir. Bu teknik bir çok sıfır ve bir boyutlu nanoyapılar için dizayn edilebilir. Bu bölgeyi daha iyi anlayabilmek için Lorens-Mie formalizmi kullanılarak ışığın çekirdek-kabuk nanoyapılardan saçılması analitik denklemlerle ifade edildi. Bu denklemlerin geçerliliğini diğer güçlü nümerik metod olan FDTD simulasyon tekniği ile teyit ettik. Rezonant olmayan Mie saçılması ayrıcalıklı optik özelliklere sahiptir. Dolayısıyla bu çalışmada yeni mekanizmayı tümü-polimer çekirdek-kabuk nanoyapılarında yapısal renklenme için kullandık. 80

95 Fakat nanolitografi ve elektrospinning üretim tekniklerinin de içinde bulunduğu bir çok metod yeterince uzun, hizalanmış ve çekirdek-kabuk polimer nanoyapılarının üretilmesinde yetersiz kaldığı için burada kendi geliştirdiğimiz bir fabrikasyon tekniğini kullandık [2]. Bu metod sayesinde kontrollü bir şekilde, istenilen uzunlukta, tutarlı morfolojiye sahip ve kendiliğinden hizalanmış polimer nanoyapıları üretildi. Üretilen bu dalgaboyu ölçeğindeki yapılar ışığın rezonant olmayan bir şekilde bu nanoyapılardan saçılması için ve bu şekilde yapısal renklenmeyi gözlemlemek için tasarlandı [3]. Bu renklenme diğer bir çok nanoboyutta gerçekleşen renklenme mekanizmalardan farklı özelliklere sahiptir. Aynı anda bu mekanizma bir biri ile etkileşmeyen, açıdan ve polarizasyondan bağımsız özellikleri içinde bulunduruyor. Dolayısıyla, tekrarlamalı fiber çekme metodunu kullanarak elde edilen ve geniş malzeme seçeneği olan polimer nanoyapıların nanoboyutta yeni fonksiyonlarının ortaya çıkacağı ve dolayısıyla bu malzemelerin nanoteknolojideki öneminin daha da artacağı beklenmektedir. Anahtar kelimeler: Nanofotonik, Çekirdek-kabuk nanoteller, Rezonant olmayan Mie saçılması, Yukarıdan-aşağıya üretim tekniği, Polimer nanoyapılar ÜÇ BOYUTLU TERAHERTZ GÖRÜNTÜ OLUŞTURMA TEKNİKLERİ V.A. Özkan, H. Altan ö, D u Ü v s s, Ç, vedataliozkan@gmail.com A. B. Şahin v d s, Y d Ü v s s, U us, Ankara Terahertz frekansındaki elekromanyetik dalgaların birçok bariyerden (giysi[1], tahta, alçıpan, cam[2], toprak[3] vb...) geçebiliyor olması bu frekanslarda çalışan görüntüleme sistemlerine ilginin hızla artmasına sebep olmuştur. Bu sistemlerin giysi altında saklanmış plastik ya da porselen tabanca tespitindeki başarıları, havayolu güvenliği için onları çok cazip yapmıştır[4]. Bu çalışmada gerek havayolu güvenliği için gerek diğer bariyer arkası görüntüleme ihtiyaçları için kullanılan farklı görüntü oluşturma yöntemleri özetlenecek. Farklı kullanım koşullarına ve ihtiyaçlara göre hangi sistemin en ideal görüntüyü oluşturabileceği tartışılacak. Kaynaklar: 81 [1] 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). [2] M. Yaman, T. Khudiyev, E. Ozgur, M. Kanik, O. Aktas, E. O. Ozgur, H. Deniz, E. Korkut, Mehmet Bayindir, Arrays of indefinitely-long, uniform nanowire and nanotube, Nature Materials, vol. 10, page 494 (2011). [3] T. Khudiyev, and Mehmet Bayindir, Non-resonant Mie-scattering based all-polymer core-shell nanowire coloration, in preparation (2012). Şekil 1: ) N s 3 ö s s ) d /d ö s s ö p s Anahtar kelimeler: Terahertz, üç boyutlu görüntüleme, saklanmış silah tespiti Kaynaklar: [1] K. B. Cooper et al., IEEE Transactions on Microwave Theory and Technology 56 (12) (2008).

96 [2] R. Pieciewicz et al., Electronic Letters 41 (18) (2005). [3] H. Altan, Mine Detection using Time-Domain THz Spectroscopy, Proc. SPIE Z (2009). [4] D.M. Sheen et al., IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques (2001). Bu çalışma TC Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından 0994STZ projesi kapsamında desteklemektedir. Elektronik İsteğe Bağlı Atım Seçimi ve Atım Dizini Sentezi Y.B. Eldeniz 1,*, S. Yavaş 2, K. Gürel 3, H. Kalaycıoğlu 3, M. Efe 1, F. Ö. İlday 3 1 Elektrik Elektronik M endisli i, Ankara Ü iversitesi, Ankara, rkiye 2 Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstit s, Bilkent Ü iversitesi, Ankara, rkiye 3 Fizik öl, Bilkent Ü iversitesi, Ankara, rkiye * eldeniz@ankara.edu.tr Atımlı lazerlerden elde edilen, femtosaniye, pikosaniye ve nanosaniye uzunluklarındaki atımların biyomedikal görüntüleme, malzeme işlemeden, frekans metrolojisi, LİDAR lar ve spektroskopiye kadar çok geniş uygulamaları vardır. Femtosaniye ve pikosaniye atımlar ağırlıklı olarak kip-kilitli (mode-locked) lazerlerden, nanosaniye atımlar ise Q-anahtarmasıyla elde edilmektedir. Lazer sistemleri doğal olarak, lazer kovuğunun (cavity) belirlediği bir tekrar frekansında atımları üretirler. Pek çok uygulamada ise bu atımların frekansının değiştirilmesi gerekir. Bu genellikle belli sayıda atımdan birinin seçerek akusto-optik ya da elektro-optik modülatörler ile yapılır ve temel tekrar frekansının alt harmoniklerine denk gelir. Bunun yanında, biyomedikal görüntüleme, hızlandırıcı merkezlerinde kullanılan lazerler, LİDAR ve benzeri uygulamalar, çeşitli spektroskopi sistemileri ve lazer-malzeme işleme uygulamaları başta olmak üzere artan sayıda uygulamada, daha ileri seviyede, bazı durumlarda, tek tek her atım üzerinde kontrole ihtiyaç vardır. Bu amaçla geliştirilmiş ve modülatörleri sürmeye yönelik bazı ticari sistemler olmakla birlikte, bunların maliyetleri yüksektir ve teknik kapasiteleri rastsal (arbitrary) denebilecek seviyede kontrol sağlamaktan uzaktır. 82 Bu çalışmada, alanda programlanabilir kapı dizileri (field programmable gate array, FPGA) yardımı ile sayısal sinyal işleme yaparak, optik sinyal içinde bulunan her bir atım için tek tek ve rastsal herhangi bir dizini oluşabilecek şekilde programlanabilen bir platform geliştirdik. FPGA tabanlı bu sistemle, modülatör aracılığıyla atımların genliklerinin de üzerine kontrol edildiğinden, atım dizini üzerine tam hakimiyet geliştirilmiştir. Bu kapasitenin birer demonstrasyonu olarak, (a) üretilen atım treni içindeki atımların tek tek seçilmesi, (b) küme modlu olarak çalışan bir lazer sisteminde küme yani grup halinde atımların seçilerek, ilk atımların kazancı tüketmesi (gain depletion) sonucu enerji farklarının oluşmasının engellenmesi ve (c)

97 düşük tekrar frekanslı uygulamalarda atımlı pompalamanın gerçekleştirilmesi (pulsed pumping) gösterilmiştir. Şekil 2. s e ba l m dizilerinin FPGA sistemi ile se ilmesi sonucu elde edilen m dizinin ö l osiloskop taram s. A m n genliklerindeki fark klar osiloskopta datan n say s m s ndan kaynak p, m n g kte enerjileri s nda farklar olduk a d t r. Şekil 1. s e ba l darbe s m d zene inin b s mi blok diagram. Şekil 1 de 32 MHz tekrar frekanslı bir fiber lazer salıngacından alınan optik sinyal, fotodiyot aracılığı ile elektriksel sinyale dönüştürülmektedir. Bu sinyal FPGA saat sinyali olarak girmektedir. Bu saat sinyali aracılığı ile salıngaç ile senkronize, aralarında belli gecikme süresi olan iki sinyal üretilerek, iki tane akusto-optik modülatör (AOM) sürülmüştür. yardımı Bu iki AOM ile tekrar sıkılığı ve atım sayısı bilgisayar ara yüzünde kullanıcının seçtiği parametreler ile kontrol edilmektedir. Bu sistem yardımı ile Şekil 2 deki gibi tamamen isteğe bağlı atım dizileri hiçbir kısıtlama olmaksızın (salıngacın tekrar sıklığı dışında) üretilebilmektedir [1]. Örneğin, Şekil 2 deki isteğe bağlı atım dizisinin ilk kümesindeki atım sıklığı ile ikinci kümesindeki atım sıklığı birbirinden farklıdır ve atım kümeleri arasındaki süre tamamen isteğe bağlıdır. Ayrıca tek bir atım da istenildiği an seçilebilmektedir. İsteğe bağlı atım kümelerinin oluşturulmasının yanı sıra, kümelerin içindeki atımların genlikleri de kontrol edilebilmektedir. Bu sistem ile özellikle küme modlu fiber yükselteçleri gibi malzeme işleme için kullanılan sistemlerde, atım genliklerinin eşit seviyeye getirilmesi (homojenizasyon) ya da istenildiği gibi atım şekillendirilmesi ve pompalamayı gerçekleştiren diyotların atımlı olarak sürülmesi (pulsed pumping) gerçekleştirilmektedir [2]. Şekil 3(a) da atım genlik kontrolü yapılmadığında, genlik seviyeleri farklı yüksek tekrar sıklığında atımlar görülmektedir. Şekil 3(b) de atım genlik kontrolü kullanılarak küme içi atımlar eşit genlik seviyesine getirilmiştir. Şekil 3. e ndeki m genlik kontrol : (a) kontrol uygulanmad durumda kazan n doyuma u mas (gain depletion) sonucu elde edilen m esi; (b) kontrol uyguland zaman elde edilen e ebatl m esi (i resim: uygulanan d zeltme sinyali). 83 Kaynaklar: [1] S. Yavaş, M. Erdogan, K. Gürel, F. Ö. Ilday, Y. B. Eldeniz, and U. H. Tazebay, Biomed. Opt. Express [2] H. Kalaycioglu, Y. B. Eldeniz, Ö. Akçaalan, S. Yavas, K. Gürel, M. Efe, and F. Ö. Ilday, Opt. Lett. 37,

98 BAĞLI OPTİK SOLİTON-YÜZEY PLAZMON SİSTEMİNİN JOSEPHSON EKLEMİ MODELİ ve DİNAMİĞİ Y.Ekşioğlu, Ö. E. Müstecaplıoğlu, K. Güven Üniversitesi, Fizik ö m, Rumelifeneriyolu, Sar yer, stanbul Doğrusal olmayan dielektrik dalga kılavuzundaki optik solitonlar ve yüzey plazmonlar arasındaki etkileşim, güncel olarak araştırılan bir konudur 1. Bu etkileşme, yüzey plazmonu tümleşik fotonik devre uygulamaları için yeni ve farklı fiziksel olgular oluşturabilir. Bu çalışmada, sözkonusu etkileşimin dinamiği, soliton ve yüzey plazmonu elektrik alan genlikleri üzerinden ifade edilen bulgusal bir model 2,3 kullanılarak kuramsal ve sayısal olarak incelenmiştir. Model için tanımlanan bağıl faz (ɸ) ve popülasyon dengesizliği (Z) değişkenleri ile, bu optik-plazmonik sistemin, ultra soğuk atom yoğuşmalarının çift kuyulu tuzaklama potansiyeli altında oluşturdukları Bozonik Josephson eklemi ile çarpıcı benzerliği olduğu gösterilmiştir. Z - ɸ faz uzayı analizinde, sistemin ɸ=0 ve ɸ=π kipindeki kritik noktaları belirlenmiş ve bu noktaların model parametrelerine bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Anahtar kelimeler: yüzey plazmon, optik, soliton, bozonik Josephson eklemleri Kaynaklar: [1] K. Y. Bliokh, Y. P. Bliokh and A. Ferrando, Phys. Rev.A 79, R (2009). [2] Y. Ekşioğlu, Ö. E. Müstecaplıoğlu, K. Güven, Phys. Rev. A 84, (2011). [3] S. Giovanazzi, A. Smerzi and S. Fantoni, Phys. Rev. Lett. 84, 4521 (2000). Probing of Ultrahigh Optical Q-factors of Individual Liquid Microdroplets in Air Using Tapered Optical Fiber Waveguides Yasin Karadağ, Alexandr Jonáš, and Alper Kiraz U v s, D p. f s s, Ru Y u,, Is u 34450, u ajonas@ku.edu.tr, akiraz@ku.edu.tr Optical resonant cavities based on microdroplets are ideally suited for applications in optofluidics a new research field that exploits unique properties of fluids for creating optical components and systems that cannot be realized with classical solid materials [1]. Due to their spherical geometry and exceptionally smooth surfaces, microdroplets can host whispering gallery modes (WGM) - optical resonances possessing very high quality factors while being confined to small volumes near the droplet s rim. Very high optical field density that can be achieved in microdroplets can mediate strong interactions between light and quantum systems (atoms, molecules, or quantum dots) or other dielectric nanoparticles such as biological species [2]. In our poster, we describe an experimental setup and protocol for manufacturing tapered optical fibers for applications in the WGM spectroscopy of microdroplets supported by a superhydrophobic surface. This setup uses a hydrogen-burning torch to melt locally the fiber while simultaneously pulling it with two motorized linear stages moving in opposite directions. Pilot experiments with fiber tapering were carried out in order to optimize the conditions for reproducible manufacturing of tapers with low transmission loss and dimensions appropriate for efficient coupling of light into microdroplets. The produced fiber tapers were characterized by direct optical imaging of the fiber and measurement of the taper transmission during the fiber pulling and by SEM imaging of final tapered fibers. Pulling conditions warranting final taper transmissions higher than 90% were found. In order to couple the light from tapered fiber into a surface-supported microdroplet, we built a custom inverted optical microscope providing necessary thermal and mechanical stability and flexibility for the WGM spectroscopy. To stabilize the size of the studied droplets, we placed the substrate bearing the droplets into a sample chamber with controlled relative humidity. Performance of the microscope was evaluated by the analyses of the temporal stability of droplet size. Controlled 3-D positioning of the tapered 84

99 fiber relative to selected individual droplets on the superhydrophobic surface with submicron resolution was achieved. Keywords: optical microcavity, tapered fiber, optical spectroscopy References: [1] D. Psaltis, S. R. Quake, and C. Yang, Nature 442, 381 (2006) [2] K. J. Vahala, Nature 424, 839 (2003) Sub-50 fs all-fiber-integrated Yb-doped laser with anomalousdispersion photonic crystal fiber Zuxing Zhang, F. Ö. Ilday Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey We report on the generation of 42.5-fs pulses at 1 μm in a completely fiberintegrated format, which are, to the best of our knowledge, the shortest from all-fiberintegrated Yb-doped fiber lasers to date. Massive progress in the performance of ultrafast fiber lasers has been witnessed in the past few years, with increased output power and decreased pulse duration. Companying with the performance enhancement, the configuration update to compact and alignment-free all-fiber operation is a serious challenge to many types of conventional laser systems. Generally, it is convenient to build a compact and all-fiber oscillator based on Er-doped fiber, because a large selection of fibers with different signs of dispersion for wavelength around 1.5 μm is commercially available. On the other hand, the development of all-fiber Ybdoped lasers remains hindered by the issue of chromatic dispersion compensation, owing to both doped and standard single-mode fibers exhibiting normal chromatic dispersion around 1 μm. Regularly, dispersion compensation in Yb-doped fiber lasers is achieved with bulk optical components such as prisms and diffraction gratings. The use of intracavity bulk optical elements, however, violates the all-fiber nature of the fiber laser. The first mode-locked laser to incorporate a photonic crystal fiber (PCF) was reported in 2002 by Lim, et al. [1]. Indeed, mode-locking was not self-starting owing to the residual birefringence of the PCF. In addition, the cavity contained various bulk optics. Since then, a number of dispersion-managed Yb-doped fiber lasers using PCFs and all-fiberintegrated lasers have been reported. Despite 10 years having passed, no all-fiberintegrated Yb-fiber laser has been demonstrated to support truly short pulses, with the shortest reported being 60 fs. Here, we present an all-fiber-integrated, dispersionmanaged Ybdoped oscillator incorporating a segment of PCF. The oscillator is self-starting and generates pulses with a spectral bandwidth of 58.2 nm, compressible to 42.5 fs. The residual birefringence that prevented selfstarting operation of the first fiber laser with PCF is actively employed to serve as a bandpass filter, based on the technique of using a short section of birefringent fiber as an intra-cavity Lyot filter [2]. 85

100 Fig. 1. Schematic of the all-fiber Yb-doped laser using PCF for dispersion compensation. Fig. 1 shows the experimental setup for our all-fiber-integrated Yb-doped laser. The gain fiber section is 1.88 m of Ytterbium-doped fiber (YDF), followed by a 90:10 coupler with 10% port as output and an isolator. A maximum of 500 mw of pump light at 976 nm from a laser diode is delivered to the cavity via a 980/1060 nm wavelength-division multiplexer (WDM). The YDF has a group-velocity dispersion (GVD) of 35.7 fs2/mm at 1.05 μm. A polarizer sandwiched with two polarization controllers (PCs) serves as the mode-locking component. A section of solid-core PCF with length of 2.1 m, which is directly spliced to SMF with a modified electric arc fusion method, is utilized to manage the net cavity dispersion. The PCF have an air-hole spacing of 2.0 μm, an air-hole diameter of 1.2 μm, an effective area of 3.5 μm2 and a nonlinear coefficient of 52 W-1km-1. The estimated anomalous dispersion of the PCF is fs2/mm at 1.05 μm. The other fibers, including fiber pigtails of all used components, are 1.68 m single-mode (SM) fiber with GVD of 20.7 fs2/mm. The net GVD of the laser cavity was deliberately set to be near zero but slightly normal dispersion, which was calculated to be about ps2 in our subsequent experiment. Mode locking was initialized with the standard nonlinear polarization evolution (NPE) process above the pump threshold of 230 mw. Spectral broadening of mode-locked pulses was observed with increasing pump power. The output spectrum after the gain fiber broadened from a full width at half maximum (FWHM) of 42.6 nm at threshold to over 58 nm at maximum power, accompanying a broadening from 27.3 nm to 38.4 nm with the output before the WDM. This broadening should continue until either multiple pulses or CW breakthrough occurs. In our experiment, neither of these effects was observed in both the spectrum and the time domains within our available pump power. The optical spectra of the modelocked pulses from the two output couplers under the maximum pump power of 500 mw, are shown in Fig. 2(a) and (b) in logarithmic and linear scales. The FWHM of the spectrum are 58.2 nm and 38.4 nm. The average output powers of the laser from two couplers are 16.8 mw and 0.28 mw, corresponding to pulse energy of 0.47 nj and 0.01 nj, respectively. The direct output pulse from the coupler after the gain fiber was measured as 488 fs with obvious chirp assuming Gaussian profile, as shown in Fig. 2(c). Using a grating pair to dechirp the pulse, the minimum autocorrelation width was obtained with a dechirp dispersion of ps2, which is smaller than the total anomalous dispersion induced by the PCF. It indicates that the pulses circulating in the laser cavity are not always normally chirped, in the middle of the PCF exhibit minimal pulse duration instead. The measured autocorrelation trace for the minimum compressed pulse is shown in Fig. 2(d). Fig. 2. Spectra of the mode-locked pulses from two output couplers after YDF (black, solid line), before WDM (red, dashed line) on (a) logarithmic scale and (b) linear scale, autocorrelation traces measured from output coupler after YDF (c) without and (d) dechirping. 86

101 In conclusion, we have demonstrated an all-fiber-integrated Yb-doped laser with dispersion management, implemented through the use of an anomalous-dispersion PCF. The spectral width of the pulses is 58 nm and the compressed pulse duration is 42.5 fs, which is the shortest, to the best of our knowledge, from an all-fiber-integrated oscillator at 1 μm. Mode-locked operation is self-starting and longterm stable. References: [1] H. Lim, F. Ö. Ilday, F. W. Wise, Femtosecond ytterbium fiber laser with photonic crystal fiber for dispersion control, Opt. Express 10, (2002). [2] K. Özgoren, F. Ö. Ilday, A filterless all-fiber all-normal-dispersion laser, Opt. Lett. 35, (2010). Theory of Doping Management A.T. Gürsel 1, P. Elahi 2, F.Ö. İlday 2, M.S. Özyazıcı 1 1 Department of Electrical &Electronics Engineering, Gaziantep University, Gaziantep, Turkey 2 Department of Physics, Bilkent University, Ankara, Turkey Two opposing requirements, thermal load and nonlinear effects, are important limitations in high-power fiber laser technology. Thermal effects, which limit the average power, can be minimized by using low-doped, longer gain fibers, whereas presence of nonlinear effects requires use of high-doped, shorter fibers to maximize the peak power. Proposed solution of the problem is the use of varying doping levels along the gain fiber to circumvent to mitigate the trade-off between thermal load and nonlinear effects. Keywords: High power fiber lasers, thermal distribution, doping management. 87

102 RAMAN FİBER KUVVETLENDİRİCİLERDE POMPALAMANIN KAZANÇ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ Tolga Küçükarslan, N. Özlem Ünverdi Y ld z Teknik Üniversitesi, Elektrik - Elektronik Fak ltesi Elektronik ve Haberle me M endisli i Böl, 34220, Esenler, STANBUL tolgakarslan@gmail.com, unverdi@yildiz.edu.tr Raman fiber kuvvetlendiriciler, optik fiberin tüm noktalarında kuvvetlendirme yapabilme özellikleri nedeniyle dağınık kuvvetlendiriciler olarak kullanılmaktadır. Kuvvetlendirme, sadece pompa ile sinyalin frekansfarkına bağlıdır. Raman kazancı, haberleşme spektrumunun her noktasında Raman kuvvetlendirmesine olanak vermektedir. Bu nedenle, Raman fiber kuvvetlendiriciler, nm bölgesindeki C bandı ve nm bölgesindeki L bandındaki sinyallerin kuvvetlendirilmesi için esnek ve basit bir yöntem olarak görülmektedir. Bu çalışmada, Raman fiber kuvvetlendiricilerde, giriş işaret kaynağı ile pompa lazer arasındaki çalışma dalgaboyu farkının ve pompalama yönünün, kuvvetlendiricinin kazancı ve gürültüsü üzerindeki etkileri incelenmiştir. OptiSystem 7.0 simülasyon programı kullanılarak Raman fiber kuvvetlendirici sistemi tasarlanmıştır nm dalgaboyunda çalışan ve -10 dbm gücündeki sürekli bir giriş işaret kaynağı ile 1450 nm dalgaboyunda çalışan ve 30 dbm gücündeki pompa lazerin yer aldığı bu düzenekte, 10 km ve 100 km uzunluğunda optik fiberler kullanılmıştır. Yapılan simülasyonlarda, giriş işaret kaynağı ile pompa lazerin çalışma dalgaboyu arasındaki farkın 100 nm olması durumunda, Raman fiber kuvvetlendiriciden maksimum kazanç ve dolayısıyla minimum gürültü elde edildiği görülmüştür. 10 km uzunluğunda optik fiber kullanılan kuvvetlendirici düzeneğinde, ileri veya geri yönde pompalama yapıldığında, kuvvetlendiricinin eşdeğer kazanç ve gürültü performansı gösterdiği ve 100 km optik fiber kullanılan kuvvetlendirici düzeneğinde, geri yönde pompalama ile ileri yönde pompalamadan çok daha iyi kazanç ve gürültü performansı elde edildiği gözlenmiştir. 100 km optik fiber kullanılan düzenekte, ileri ve geri yönde pompalama beraber uygulandığında, ileri veya geri yönde yapılan pompalamaya göre çok daha iyi kazanç sağlandığı belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: İletişim teknolojileri, optik haberleşme, optik fiber, optik devre elemanları, Raman fiber kuvvetlendirici. Kaynaklar: [1] Premaratne M., Agrawal G. P., Light Propagation in Gain Media, Cambridge University Press, New York, [2] Islam M. N. (Ed.), Raman Amplifiers for Telecommunications 1: Physical Principles, Springer- Verlag, New York, [3]Dutton H. J. R., Understanding Optical Communications, IBM Corporation, International Technical Support Organization, Research Triangle Park, NC, [4] Küçükarslan T., Optik Kuvvetlendiricilerin Analizi ve Uygulamala, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul,

103 nı Destekleyen Kuruluşlar Ana Destekleyici Diğer Destekleyiciler INNOVA Teknoloji Dış Tic. Müm. San. Ltd. Şti. Koç Üniversitesi Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (LATARUM) Mitra Laser Sistemleri A.Ş Optik Mekanik Mühendislik San. Ldt. Şti. THORLABS 89