İTÜ OPTİK, ELEKTRO-OPTİK VE FOTONİK KONGRESİ

İTÜ OPTİK, ELEKTRO-OPTİK VE FOTONİK KONGRESİ dkongre Özetleria 28 Kasım 2015 Süleyman Demirel Kültür Merkezi - İTÜ

İÇİNDEKİLER Davetli Konuşmacılar Sunum Başlığı Sayfa Structural and Optical Properties of Tungsten Oxide Based Thin Films and 1 Nanofibers Prof. Dr. Esra Özkan Zayim Türkiye de bir ilk : Terahertz (THZ) Frekans Aralığında Görüntüleme 2-3 Doç. Dr. Hakan Altan Optical Trapping System for Viscosity Measurements 4 Şeyma Nayır 90 Derece Yön Çevrimli Geleneksel Olmayan Kızılötesi bir Prizmanın Tasarım Değerlendirmesi 5 Beyza Akarca Modelling in Low Dimensional and Nanostructured Materials and Devices 6 Prof. Dr. Hilmi Ünlü Tıbbi Uygulamalar için Fiber Optik Problar ve Lazer Sistemlerinin Geliştirilmesi 7-8 Dr. Bülend Ortaç Kuantum Fotovoltaik ve Optomekanik Enerji Makineleri 9 Doç. Dr. Özgür Esat Müstecapoğlu Hiperspektral ve Metre Altı Uydu Kameraları Geliştirme Çalışmaları 10 Hakan Büyük Lazerlerle Tarihi Eser Temizliği : Lazer-Yüzey Etkileşimlerinden Potansiyel Uygulamalara 11 Canan Yağmur Boynukara Aselsan MGEO LSTM Bünyesinde Elektro-optik Alanında Gerçekleştirilen Çalışmalar 12 Dr. Abdullah Tülek Rapid Synthesis of CdSe Quantum Dots, Through Green Chemisty, Viable for Optoelectronic and 13 Photonic Applications M. Necip Aslan, İlkin Göksal, Sevi Yenilmez, Ozan Üst, Gizem Hacialioglu, Gülberk Özcebe, Sezgi Bıyıklıoğlu, Gökberk Işık, Barış Sadık

Abstract: STRUCTURAL AND OPTICAL PROPERTIES OF TUNGSTEN OXIDE BASED THIN FILMS AND NANOFIBERS Prof. Dr. Esra Özkan Zayim 1, Istanbul Technical University Physics Department Tungsten oxide nanomaterials confined to one and two dimensions can be prepared with tungsten metal powder, tungsten chloride, peroxotungstic acid and acetylated peroxotungstic acid precursors by sol-gel, evaporation and electrodeposition techniques. Nanofibers and nanowires of tungsten oxide are synthesized by organic/inorganic blend of tungsten hexachloride, tungsten metal powder and polyvinylpyrrolidone with electrospinning technique. Standard and mesoporous tungsten oxide thin films are prepared from an ethanolic solution of tungsten hexachloride. Several polymers were employed as a template to generate the mesoporous structure. Additionally a detailed systematic study of the evaporated tungsten oxide thin films has been carried out at progressively increasing temperatures. In overall, the optical, electrochemical and structural properties of the deposited films were examined in both liquid and solid electrolytes. All solid electrochromic devices were fabricated using tungsten oxide active electrochromic layers. The fabrication and evaluation of a prototype solid-state electrochromic device are described as well. 1 Physics Department, Istanbul Technical University, Maslak, Istanbul, Turkey, ozesra@itu.edu.tr Nanoscience & Nanotechnology Program, Istanbul Technical University Maslak, Istanbul, Turkey 1

TÜRKİYE DE BİR İLK: TERAHERTZ (THZ) FREKANS ARALIĞINDA GÖRÜNTÜLEME Doç. Dr. Hakan Altan 2, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü Özet: Araştırmacılar için terahertz (1 THz = 1012 Hz, terahertz frekans aralığı: 300 GHz 3 THz) dalga boylarına dayanan teknolojiler ve uygulamalar, fizik alanındaki birçok olayı aydınlatabilmesi yönünden benzeri olmayan bir kazanç sağlamaktadır. Bunlara ek olarak, bahsi geçen teknolojiler, günümüz fizik laboratuvarlarında yaygın bir şekilde uygulanmakta olan lazer optiği, malzeme fiziği ve çok hızlı fotonik konularına da ışık tutmaktadır. THz alanında çalışmalar yapan bilim insanları, çok hızlı darbe üreten lazerler ve hızla gelişen RF teknolojileri sayesinde birçok değişik uygulamaya yönelik araştırma konuları üzerinde çalışmaktadır. Bu çeşitli uygulamalar arasında en iyi sonuç alınan yöntemler atmalı THz spektroskop sistemlerinin geliştirilmesi ve bunların yalıtkan ve yarıiletken malzemelerdeki uygulamaları ile THz görüntüleme sistemleri ve uygulamaları olmuştur. THz görüntüleme sistemleri son on sene içerisinde dünyanın en gelişmiş ülkelerinde hızla geliştirilmeye başlanmıştır. Özellikle sivil ve askeri savunma uygulamalarında kullanıcılara getirdikleri avantajlar sayesinde laboratuvarlarda geliştirilen teknolojiler hızla ilerlemektedir. Bu sistemlerin kullanımının önemini en iyi gösteren ticari örneklerden biri kamuya açık tüm bina girişlerindeki güvenlik kontrol noktalarıdır. Özellikle ABD de yaygın bir şekilde kullanılan bu sistemler sayesinde hava yolculuğu daha güvenilir olmuştur. Bu çalışmalara paralel olarak, ODTÜ Fizik bölümünde THz frekans aralığında çalışan, farklı uygulamalarda kullanılabilecek sistemler 2 Doç. Dr. Hakan Altan Terahertz Araştırma Laboratuvarı Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800 Çankaya, Ankara haltan@metu.edu.tr Bu çalışmaların bir kısmı Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, SANTEZ 0994STZ20112 no lu proje kapsamında desteklenmiştir. 2

geliştirmekteyiz. Geliştirdiğimiz bu sistemler ile ülkemizde ilk defa THz frekans aralığında görüntülemenin yapılabileceğini gösterdik. Bu sunumda güvenlik amaçlı geliştirdiğimiz bir sistem ile uzak mesafelerden gizlenmiş cisimleri iki boyutta nasıl görüntüleyebildiğimizi anlatacağım. Bunun yanında tıbbi uygulamalar için geliştirdiğimiz bir sistem ile yakın mesafelerden farklı yapıların kesitlerini görüntüleyerek üç boyutta elde ettiğimiz görüntülerden bazı örnekler göstereceğim. Sonuç olarak kamu kurumlarının ve özel kuruluşların desteği ile geliştirdiğimiz bu sistemler sayesinde ülkemizdeki ileri teknoloji içeren ürün geliştirme çalışmalarına katkı sağlayarak ileriki dönemlerde THz alanında daha gelişmiş bir teknolojik alt yapının kurulumuna katkı sağlamayı hedefliyoruz. 3

OPTICAL TRAPPING SYSTEM FOR VISCOSITY MEASUREMENTS Şeyma Nayır, İTÜ Fizik Mühendisliği Abstract: The idea that light can exert radiation pressure has different usage areas such as optical trapping. Micron sized particles suspended in liquids or air could be displaced, levitated against the gravity, and also trapped threedimensionally with the force of radiation pressure. Laser based optical trapping has proved to be an invaluable tool for biological and physical sciences, and for spectroscopic purposes. Since optical trapping instruments (optical tweezers) can apply pn range forces, they have been used to manipulate and study colloidal particles, macromolecules such as DNA and RNA, and live cells. Although optical tweezers can be used without any force calibration for spectroscopic measurements of trapped particles, optical forces should be calibrated for other experimental applications targeting quantitative characterization of trapped particles environment such as viscosity measurement. In this study we calibrated the forces applied by our optical trapping setup to yeast cells suspended in water and determined the trap stiffness for different laser powers. To this end, we compared the optical forces to a known varied viscous drag force which was applied to the trapped cell by moving it with respect to the surrounding fluid with a known velocity. These calibration measurements are a prerequisite for applying optical tweezers in quantitative characterization of external forces and mechanical properties of the environment surrounding the trapped particle. 4

90 DERECE YÖN ÇEVRİMLİ GELENEKSEL OLMAYAN KIZILÖTESİ BİR PRİZMANIN TASARIM DEĞERLENDİRMESİ Beyza Akarca, Göktuğ Gencehan Artan; Tübitak Sage Özet: Bu çalışmada kızılötesi dalgaboyunda, ön optik gruptan gelen ışığı arka optik gruba aktarmak için kullanılan bir prizmanın tasarım kriterleri tartışılmaktadır. Çalışmanın başında prizma yerine daha maliyet etkin bir yöntem olan ayna yüzeyleri kullanılarak ışığın taşınmadı tartışılmıştır. Ayna kullanılmasıyla ışın çapının büyümesi ve aynaların hizalanmasının tek parça prizmaya göre daha zor olası nedeniyle tek parça kızılötesi geçirgen bir malzeme olması gerektiğine karar verilmiştir. Çalışmanın ilerleyen basamaklarında farklı kızılötesi malzemeler ve prizmanın yansıtıcı yüzeylerinin kızılötesi bölgede kullanılan kaplamalar ile kaplanmasının performans kriterleri üzerindeki etkileri Zemax programının farklı modları kullanılarak karşılaştırılmıştır. 5

Abstract: MODELLING IN LOW DIMENSIONAL AND NANOSTRUCTURED MATERIALS AND DEVICES Prof. Dr. Hilmi Ünlü 3, İstanbul Technical University Department of Physics Since the invention of the first transistor in 1949, there has been a continuous avalanche of growth and development in the science and technology of semiconductor materials and device applications. The thrust of the advances has involved the steady lowering of the dimensions in which confined charge carriers can move, ultimately reaching the nanoworld. In this presentation we will discuss the recent developments in the density functional and tight binding theories used in the modelling of the electronic structure of nanoscale heterostructures for electronic and optical applications. 3 e-mail: hunlu@itu.edu.tr Department of Physics and Engineering Physics, Stevens Institute of Technology, Hoboken, New Jersey 07030, USA e-mail: nhoring@stevens.edu IHP, Im Technologiepark 25, 15-236 Frankfurt(Oder), GERMANY e-mail: dabrowski@ihpmicroelectronics.com 6

TIBBİ UYGULAMALAR İÇİN FİBER OPTİK PROBLAR VE LAZER SİSTEMLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ Özet: Dr. Bülend Ortaç 4, İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi UNAM Günümüzde tıp dünyasında asgari girişimsel ve girişimsel olmayan tıbbi uygulamalarda birçok avantajı barındırmasından dolayı fiber eşli lazerler yaygın olarak kullanılmaktadır [1]. Asgari girişimsel ve girişimsel olmayan tıbbi uygulamaların ve bu uygulamalar da lazerin tercih edilmesi diğer girişim tekniklerine göre hasta konforunun daha yüksek, fiziksel risklerin daha düşük ve taburcu süresinin oldukça kısa olması olarak özetlenebilir [2]. Akademik camiada operasyon çeşitliliği artırılması adına hem fiber geometrileri hem de lazerlere yönelik yoğun araştırma ve geliştirme yapılmaktadır. Fiber optik kablolar, kateter içerisinden geçirilerek vücutta bulunan doğal kanallar içerisinde istenilen yere yüksek hassasiyette lazer ışığının taşınmasında ve bu şekilde pek çok hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır [3]. Bu uygulamalar arasında başta gelenler, endovenöz lazer ablasyonu, iyi huylu prostat büyümesi, jinekolojik lazer operasyonları, üst solunum yolu tümörlerinin tedavisi, hemoroid koagülasyonu, transsakral girişim, fıtık tedavileri, geniş kullanımlı K.B.B (kulak burun boğaz ) operasyonları, kistik akciğer metastazları, bronş tümörleri, idrar yolu tümörleri, jinekolojik lazer operasyonları, göz cerrahisi, hemoroid koagülasyonu ve fistül tedavileri gibi yaygın tedavilerdir [4]. Bu ve benzer pek çok operasyonda, doku ile etkileşimi optimum sonuçları veren kızıl ötesi lazerler hekimler tarafından sıklıkla tercih edilmektedir [5-6]. Bu operasyonlar için hedef dokuda işlem gerçekleştirme adına farklı fiber geometrileri ve lazer parametrelerine ihtiyaç duyulmaktadır. 4 Bilkent Universitesi 06800 Bilkent, Ankara, Turkey Tel: 00 90 312 290 3526 Fax: 00 90 312 266 43 65 7

Sunumda, grubumuz tarafında geliştirilen medikal lazer cihazlarının kompakt bir sistem oluşturması için tasarımı, gerçekleştirilmesi ve karakterizasyonu paylaşılacaktır. Bu lazer sistemleri içinde, hem tekil dalga boyunda ışık verebilen hem de Türkiye de ilk defa üretilmiş olan ikili dalga boyunda ışık verebilen medikal lazer sistemleri bulunmaktadır. Uygulamanın tipine göre zımparalama/parlatma yöntemiyle saturn halkası, düz atımlı, yan atımlı fiber optik prop tipleri, lazer ısıtma yöntemiyle odaklayıcı mercek yapısına sahip fiber optik prop tipi ve kimyasal aşındırma yöntemiyle diffüzer (dağıtıcı) tipine sahip fiber optik prop tipleri hakkında detaylı bilgi verilecektir. Kaynaklar: [1] Goldman, L. 2001. Lasers in Photodynamic Theraphy. Lasers in Medicine. Editör: Waynant, R.W. New York: CRC Press. [2] Harris, S. 2011. Lasers in Medicine. SPIE Professional Magazine, http://spie.org/x43738.xml, Son erişim tarihi: 22 Haziran 2015. [3] Vo-Dinh, T. 2014. Fiber Optic Probe Design. The Biomedical Laser: Technology and Clinical Applications (2. Basım 1. Bölüm). Editör: Vo- Dinh, T. New York: CRC Press. [4] Mahesh, V.K. 2002. Medical Applications of Lasers. Massachusetts: Kluwer Academic Publishers. [5] Berlien, H. P., Müller, J. G. 2003. Laser Types. Applied Laser Medicine. Editör: Breuer, H. Berlin: Springer. [6] Goldman, L. 2013. The Biomedical Laser: Technology and Clinical Applications. Ohio: Springer Science & Business Media. 8

KUANTUM FOTOVOLTAİK VE OPTOMEKANİK ENERJİ MAKİNELERİ Doç. Dr. Özgür Esat Müstecapoğlu, Koç Üniversitesi Fizik Bölümü Özet: Endüstri devriminin anahtar buluşu olan buhar makinesinden bu yana ısı makineleri modern toplumun ayrılmaz bir parçası oldular ve sürekli geliştiler. Bilgi çağının en önemli buluşlarından lazer de bir ısı makinesi olarak düşünülebilir. Modern toplumun ihtiyaçları sürekli daha da küçülen ve verimli ısı makinelerini gerektirmekte. Küçük boyutlu makinelerin verimlilikleri ile ilgili sınırları termodinamik yasalarını kuantum mekanik ile birleştirerek bulabiliriz. Bu tür çalışmalar klasik enerji işleyen ve transfer eden makinelerden çok daha verimli kuantum makineler yapabileceğimizi işaret etmekte. Bilhassa fotosentez gibi biyolojik işlemlerdeki kuantum etkilerinden esinlenerek geliştirilebilecek sentetik fotonik ve optomekanik kuantum cihazlar uzun ömürlü ve yoğun enerji depolamayı, verimli işlemeyi ve transfer etmeyi mümkün kılabilir. Bu makineler bilginin kuantum formunu da bir enerji kaynağı olarak kullanma potensiyeline sahip olup temiz ve güvenli alternatif enerji kaynağı imkanı da vermektedirler. Bu konuşmada kuantum fotovoltaik ve optomekanik enerji makineleri konularındaki güncel çalışmaların kısa bir tanıtımı yapılacaktır. 9

Özet: HİPERSPEKTRAL VE METRE ALTI UYDU KAMERALARI GELİŞTİRME ÇALIŞMALARI Hakan Büyük, Tübitak UZAY Hiperspektral ve yüksek çözünürlüklü kameralar yer gözlem sistemlerinde kritik öneme sahip teknolojilerdir. TÜBİTAK UZAY bünyesinde uydu teknolojilerinin geliştirilmesi amacıyla yürütülen projeler kapsamında; 210 spektral banta, 30m yersel çözünürlüğe sahip olan Hiperspektral Kamera (HSK) ve 700 km de 90 cm yersel çözünürlüğe sahip olan Metre Altı Kamera (MAK) geliştirilmektedir. Bu çalışmada; söz konusu kameraların optik birimlerinin geliştirilme süreçlerinde gelinen nokta ve ortaya konulan yenilikler hakkında bilgi verilmektedir. 10

LAZERLERLE TARİHİ ESER TEMİZLİĞİ: LAZER YÜZEY ETKİLEŞİMLERİNDEN POTANSİYEL UYGULAMALARA Özet: Canan Yağmur Boynukara İTÜ Fizik Mühendisliği Projede kağıt, deri ve taş türündeki tarihi eserlerin lazerler ile temizlenerek gelecek nesillere değerlerini ve özelliklerini kaybetmeden aktarılması hedefleniyor. Proje farklı türlerdeki eserler için genel olarak III' er aşama olarak ilerlemektedir. I. adımda eserin yapay olarak laboratuvar ortamda hazırlanması {kirletilme ve eskitilme aşamaları}, II. adımda hazırlanan örneğin farklı türdeki lazerler ile temizlenmesi, III. adımda ise temizlenen eserler üzerinde yapılan uygulamalar { renk değişimleri, kopma testleri gibi}. Bu üç aşama kağıt örnekler, deri örnekler ve taş örnekler için de tekrarlanmaktadır. 11

ASELSAN MGEO LSTM (Lazer Sistemleri Tasarım Müdürlüğü) Bünyesinde Elektro-Optik Alanında Gerçekleştirilen Çalışmalar Abdullah Tülek 5, ASELSAN Özet: Lazer sistemleri tasarım bölümü, ASELSAN da üretilen geniş yelpazedeki elektro-optik cihazlarda ihtiyaç duyulan farklı özelliklerdeki lazerlerin tasarımının gerçekleştirildiği bölümdür. Üzerinde çalışılan lazer tasarımlarını katı hal ve fiber optik olarak iki farklı teknoloji grubuna ayırmak mümkündür. Katı hal lazer teknolojisi ile yapılan tasarımlar daha çok mesafe ölçme, lazer işaretleme, lazer aydınlatma, karşı tedbir uygulamaları, yönlendirilmiş enerji sistemleri, gibi uygulamalara yönelik geliştirilirken; fiber optik tabanlı sistemlerde, alternatif yüksek güçlü lazer sistemleri, LIDAR uygulamaları ve karşı tedbir uygulamalarına yönelik alternatif fiber optik çözümler üzerinde çalışılmaktadır. Bu alanlarda LSTM olarak üzerinde çalışılan çözümlerle ilgili genel bir sunum yapılacaktır. 5 ASELSAN MGEO LSTM, Ankara 12

RAPİD SYNTHESIS OF CDSE QUANTUM DOTS, THROUGH GREEN CHEMISTRY, VIABLE FOR OPTOELECTRONIC AND PHOTONIC APPLICATIONS M. Necip Aslan, İlkin Göksal, Sevi Yenilmez, Ozan Üst, Gizem Hacialioglu, Gülberk Özcebe, Sezgi Bıyıklıoğlu, Gökberk Işık, Barış Sadık Halcyon Project Abstract: CdSe qunatum dots delineates an exclusive optic traits, facilitating optoelectronic and photonic endeavors. However as in many manufacture protocols in nano-scale; a functional synthesis method is still hampered via precursors with high cytotoxicity and fluctuating stability to secure a consistent pattern. Here, Halcyon project initiative managed to proclaim a functioning manufacture protocol for rapid synthesis of CdSe quantum dots with green chemistry, involving organic ligands and precursors to discard the toxicity. 13