Optoelektronik. Doç. Dr. Hüseyin Sarı. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü



Benzer belgeler
Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü FZM450. Elektro-Optik. Doç. Dr. Hüseyin Sarı

Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü Bahar Dönemi. Optoelektronik. Doç. Dr. Hüseyin Sarı

FZM450 Elektro-Optik

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 1

5. ÜNİTE KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ

USB KVM Switch. Ses özellikli ve 2 portlu USB KVM switch. Ses özellikli ve 4 portlu USB KVM switch

5/8 Bağlantı Noktalı Gigabit Ethernet Anahtarı

DENEY Kum Kalıba Döküm ve Besleyici Hesabı 4 Doç.Dr. Ahmet ÖZEL, Yrd.Doç.Dr. Mustafa AKÇİL, Yrd.Doç.Dr. Serdar ASLAN DENEYE HESAP MAKİNASI İLE GELİNİZ

Duyucular (sensörler)

FİZİKÇİ. 2. Kütlesi 1000 kg olan bir araba 20 m/sn hızla gidiyor ve 10 m bir uçurumdan aşağı düşüyor.

RTX6_LRN Kod öğrenmeli Uzaktan kumanda

C: Kaydırma ruleti D: Pil yuvası E: Aç/Kapa anahtarı F: Bağlantı düğmesi G: Optik hareket algılayıcısı

Firmadaki Mevcut Öğrenme Faaliyetleri 2.2. Aşama

2008 YILI MERKEZİ YÖNETİM BÜTÇESİ ÖN DEĞERLENDİRME NOTU

Fizik ve Ölçme. Fizik deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanır

TEKNİK RESİM. Ders Notları: Mehmet Çevik Dokuz Eylül Üniversitesi. Görünüşler - 1

BİLGİSAYAR DESTEKLİ BİR DİL PROGRAMI -Türkçe Konuşma - Tanıma Sistemi-

Fizik I (Fizik ve Ölçme) - Ders sorumlusu: Yrd.Doç.Dr.Hilmi Ku çu

Veri Toplama Yöntemleri. Prof.Dr.Besti Üstün

Topoloji değişik ağ teknolojilerinin yapısını ve çalışma şekillerini anlamada başlangıç noktasıdır.

1 OCAK 31 ARALIK 2009 ARASI ODAMIZ FUAR TEŞVİKLERİNİN ANALİZİ

Türkiye Ekonomi Politikaları Araştırma Vakfı Değerlendirme Notu Sayfa1

ANKARA EMEKLİLİK A.Ş GELİR AMAÇLI ULUSLARARASI BORÇLANMA ARAÇLARI EMEKLİLİK YATIRIM FONU ÜÇÜNCÜ 3 AYLIK RAPOR

ELEZ101 Ölçme Tekniği Sunu No: 01. Öğr. Gör. Dr. Barış ERKUŞ

ALGILAMA - ALGI. Alıcı organların çevredeki enerjinin etkisi altında uyarılmasıyla ortaya çıkan nörofizyolojik süreçler.

Ek 1. Fen Maddelerini Anlama Testi (FEMAT) Sevgili öğrenciler,

Tasarım ve Planlama Eğitimi Neden Diğer Bilim Alanlarındaki Eğitime Benzemiyor?

Yedi Karat Kullanım Klavuzu. Yedi Karat nedir? Neden Karat?

1.Temel Kavramlar 2. ÆÍlemler

DÜNYA EKONOMİK FORUMU KÜRESEL CİNSİYET AYRIMI RAPORU, Hazırlayanlar. Ricardo Hausmann, Harvard Üniversitesi

Üniversitelerde Yabancı Dil Öğretimi

GALATA YATIRIM A.Ş. Halka Arz Fiyat Tespit Raporu DEĞERLENDİRME RAPORU SAN-EL MÜHENDİSLİK ELEKTRİK TAAHHÜT SANAYİ VE TİCARET A.Ş.

Üç-fazlı 480 volt AC güç, normalde-açık "L1", "L2" ve "L3" olarak etiketlenmiş vida bağlantı uçları yoluyla kontaktörün tepesinde kontak hale gelir

MAKÜ YAZ OKULU YARDIM DOKÜMANI 1. Yaz Okulu Ön Hazırlık İşlemleri (Yaz Dönemi Oidb tarafından aktifleştirildikten sonra) Son aktif ders kodlarının

ÜÇGEN,TESTERE işaret ÜRETEÇLERi VE veo

Hızlı Başlangıç Rehberi. Türkçe VTE-1016

Mühendislikte Deneysel Metodlar I Dersi Deney Föyü

BÖLÜM 3 FREKANS DAĞILIMLARI VE FREKANS TABLOLARININ HAZIRLANMASI

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Şaft: Şaft ve Mafsallar:

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

DİJİTAL FOTOĞRAF MAKİNELERİ VE KAMERALAR ÜRÜN E-EĞİTİMİ ÖZETİ

ELEKTRĐKLĐ OCAK TR. Kurulum Kullanım Bakım

CER1000-A GEÇİŞ KONTROL ÜRÜNLERİ KULLANIM KILAVUZU BAĞIMSIZ DENETLEYİCİ GEÇİŞ KONTROL BİRİMİ İÇİNDEKİLER

Saplama ark kaynağı (Stud welding) yöntemi 1920'li yıllardan beri bilinmesine rağmen, özellikle son yıllarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

BÖL-1B. Fatih University- Faculty of Engineering- Electric and Electronic Dept.

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ GAZİ EĞİTİM FAKÜLTESİ FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ PROGRAMI

GENEL İLETİŞİM. Öğr.Gör.Afitap BULUT Bülent Ecevit Üniversitesi 2013

Yersel Lazer Tarayıcılar ile 3 Boyutlu Modelleme

ANALOG LABORATUARI İÇİN BAZI GEREKLİ BİLGİLER

OYUN GELİŞTİRME AŞAMALARI-I. Oyununuzun senaryosunu kısaca tanıtınız/ amacınıda belirtiniz:

MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ. 6. Hafta Oda Akustiği

İSTANBUL KEMERBURGAZ ÜNİVERSİTESİ BURS YÖNERGESİ. BİRİNCİ BÖLÜM Amaç, Kapsam, Dayanak ve Tanımlar

İçindekiler Şekiller Listesi

SÜRE BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ ÜNİTE 1: : BİLGİ VE TEKNOLOJİ DERS SAATİ: 7

O N E T OUC H B A C K U P 3 P O R T S U S B 2. 0 H U B

II. Bölüm HİDROLİK SİSTEMLERİN TANITIMI

MEVCUT OTOMATĐK KONTROL SĐSTEMLERĐNĐN BĐNA OTOMASYON SĐSTEMĐ ĐLE REVĐZYONU VE ENERJĐ TASARRUFU

DEĞERLENDİRME NOTU: Mehmet Buğra AHLATCI Mevlana Kalkınma Ajansı, Araştırma Etüt ve Planlama Birimi Uzmanı, Sosyolog

Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ JDF329 Fotogrametri I Ders Notu Öğretim Yılı Güz Dönemi

Farklı Televizyon Yayın Ortamlarında Aynı Anda Farklı Reklam Yayını Bir Koltuğa İki Karpuz Sığar mı?

Taşıyıcı Sistem Elemanları

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

BÖLÜM 7 BİLGİSAYAR UYGULAMALARI - 1

B DĠJĠTAL TAKOMETRE KULLANIM KILAVUZU

VEZNE PROGRAMINDA POSTA ÜCRETİ İLE İLGİLİ YAPILAN DÜZENLEMELER (Vezne Sürüm: )

B02.8 Bölüm Değerlendirmeleri ve Özet

KAVRAMLAR. Büyüme ve Gelişme. Büyüme. Büyüme ile Gelişme birbirlerinden farklı kavramlardır.

Olasılık ve İstatistik Dersinin Öğretiminde Deney ve Simülasyon

Kılavuz Çekmek. Üretim Yöntemleri 15

SENATO 2016/1-IV

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİNİN KALİBRASYONU VE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR

Modem ve Yerel Ağ Kullanım Kılavuzu

Deney 4: Güç Ölçümü. Şekil 4.1 : Alternatif akımda alıcıların akım ve gerilim vektörleri ile faz farkı

ÖĞRETMEN KILAVUZU İNCE FİLM DALGA KILAVUZLARI VE SOL JEL SÜRECİ

01 OCAK 2015 ELEKTRİK AKIMI VE LAMBA PARLAKLIĞI SALİH MERT İLİ DENİZLİ ANADOLU LİSESİ 10/A 436

BÖLÜM 2: REZONANS DEVRELERI

1 Semboller. 3 Kurallara Uygun Kullanım. 4 Önceden Görülebilen Hatalı Kullanım Şekli. 2 Emniyet ve Tehlikeler. 1.1 İkaz Bilgileri. 1.

FOTOGRAMETRİK DEĞERLENDİRME - ÇİFT FOT. DEĞ. Analog ve Analitik Stereodeğerlendirme. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ

EĞİTİM BİLİMİNE GİRİŞ 1. Ders- Eğitimin Temel Kavramları. Yrd. Doç. Dr. Melike YİĞİT KOYUNKAYA

Resmi Gazete Tarihi: Resmî Gazete Resmi Gazete Sayısı: YÖNETMELİK ELEKTRONİK HABERLEŞME SEKTÖRÜNDE HİZMET KALİTESİ YÖNETMELİĞİ

ENFLASYON ORANLARI

PROJE ADI DOĞAL ÇEVRECĠ SEBZE-MEYVE KURUTMA SĠSTEMĠ. PROJE EKĠBĠ Süleyman SÖNMEZ Ercan AKÇAY Serkan DOĞAN. PROJE DANIġMANLARI

Evrak Ekle. Kurum İçi Giden Evrak Ekleme. Kırmızı renker; doldurulması zorunlu alanları ifade etmektedir. İleri Geri tarihli işlem yapılamamaktadır.

Murat Yükse1 l, Serhat İkizoğlu 2

3- Kayan Filament Teorisi

ELEKTRİK ÜRETİM SANTRALLERİNDE KAPASİTE ARTIRIMI VE LİSANS TADİLİ


Sıva altı montaj için Symaro sensörleri yenilikçi ve enerji verimli

YEDİNCİ KISIM Kurullar, Komisyonlar ve Ekipler

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MİMARLIK FAKÜLTESİ, MİMARLIK BÖLÜMÜ YARI ZAMANLI ÖĞRETİM ÜYELERİ BİLGİ KİTAPÇIĞI

MAKİNE VE MOTOR DERS NOTLARI 1.HAFTA

YARDIMCI BELLEKLER VEYA DEPOLAMA BİRİMLERİ 1 HARD DİSKLER. Bilgilerin kalıcı olarak tutulduğu yerdir.

KOMPANZASYON ve HARMONİK FİLTRE SİSTEMLERİ

DENEY 2: PROTOBOARD TANITIMI VE DEVRE KURMA

YABANCI İŞÇİLERİN ÜÇ AYDAN SONRA SİGORTALI OLMALARI ZORUNLU MU? I- GİRİŞ :

DEVRELER VE ELEKTRONİK LABORATUVARI

Digitus un alışılmış kutu tasarımı Powerline Wireless 300N Access Point in kutusu için de geçerli. Ürünün ön kısmında yeşil ve beyaz renkler

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK LABORATUVARI 1. BASINÇ, AKIŞ ve SEVİYE KONTROL DENEYLERİ

Transkript:

Opoelekronik Doç. Dr. Hüseyin Sarı Ankara Üniversiesi Mühendislik Fakülesi Fizik Mühendisliği Bölümü 1

1. Ders Sunuş ve Moivasyon λ okuma 2

Bu bölümü biirdiğinizde, Bazı emel opoelekronik kavram ve anımlar, Opoelekronik eknolojisine duyulan ihiyaç, Işığın veri ileiminde, işlemede ve saklamada üsünlükleri konularında bilgi sahibi olacaksınız. 3

Birinci Ders: İçerik Opoelekronik Teknolojisi-Moivasyon Tanımlar Elekro-Opik Opoelekronik Foonik Elekromanyeik Spekrum İleişim Teknolojisi Modülasyon Modülasyon Teknikleri Neden Işık? Ban Genişliği Veri Saklama Veri İleimi Opoelekronik Tümleşik Devreler Elekromanyeik Dalganın Özellikleri Dönemlik Ders İçeriği 4

Opoelekronik Teknolojisi: Moivasyon Opoelekronik, ileişim sekörü başa olmak üzere hızla büyüyen ve her geçen gün hayaımızdaki önemi aran bir eknolojidir. Opoelekroniğin hayaımıza girerek yaşamşeklimizi değişirdiği bazı uygulama alanları: Günlük Hayaa» Barkod okuyucular Eğlence Sekörü» Manyeik kayı oramı CD, VCD, DVD Savunma Sanayi» Takip sisemleri, gece görüş cihazları İleişim Sekörü» Bakır el Opik fiberler» Modülaörler Elekro-Opik modülaörler Sağlık Sekörü» Neşer lazer Bilimsel Araşırmalar» Lazer ile soğuma (1 µk) 5

Tanımlar Opoelekronik eknolojisinde yaygın olarak kullanılan bazı kavramlar vardır. Karşılaşılabilecek bazı kavramlarşunlardır: Opoelekronik Elekro-Opik Akuso-Opik Magneo-Opik Foonik Bu kavramlardan bazıları zaman zaman biri diğeri yerine ve yanlış olarak kullanılmakadır. Bu bölümde, fiziğin opik dalını al sınıflara ayırıp her bir al sınıfın uğraş alanını anımladıkan sonra opoelekronike kullanılan bazı kavramların anımları verilecekir. 6

Opik kuanum opiği elekromanyeik opik dalga opiği ışın opiği (geomerik opik) Klasik Opik Işın Opiği (Geomerik Opik): Işığın herhangi bir oramda ve ışığın dalgaboyundan büyük cisimlerle ekileşmesi sırasındaki davranışını basi geomerik kurallarla açıklayan opik bilim dalı (örn. yansıma, kırılma; ancak girişim ve kırınım olayını açıklayamaz!) Dalga Opiği: Işığın birçok özelliğini skaler dalga kuramı ile açıklayan opik bilim dalı (örn. girişim, kırınım; ancak ışığın kuupluluk özelliğini ve ara yüzeydeki davranışını açıklayamaz!) Elekromanyeik Opik: Işığın davranışını elekrik ve manyeik alan vekörleri ile açıklayan opik bilim dalı (örn. kuuplanma; ancak fooelekrik ekiyi açıklayamaz!) Kuanum Opiği: Işığın kesikli (kuanum) doğasını da dikkae alarak madde ile ekileşmesini konu edinen opik bilim dalı (örn. fooelekrik eki) Bunların dışında karşılaşılabilecek diğer opik başlıklar ise:» Paraksiyel Opik» Deme Opiği» Fourier Opiği» Maris Opiği Bu ders kapsamında, bu başlıkların bazılarına yeri geldiğinde kısaca değinilecekir. 7

Tanımlar-1: Elekro-Opik Elekro-Opik (Elecro-Opics) Elekrik alan uygulanarak malzemelerin opik bazı özelliklerinin değişirilmesi elekroopik; bu ekiyi kullanarak üreilen eknoloji de elekroopik eknolojisidir. Örneğin sıvı krisaller (gerilim alında polarizasyon ekisini değişiren krisaller) elekro-opik ilkeye göre çalışan bileşenlerdir. Ancak bir yarıileken lazeri bu kaegoriye koyamayız! n n+ n E=0 E 0 Bir malzemenin opik özelliği (kırılma indisi, n) uygulanan dış elekrik alan ile değişikliğe uğrayabilir. Bu eki Elekro-Opik eki olarak anımlanır. 8

Tanımlar-2: Opoelekronik Opoelekronik (Opoelecronics) Opoelekronik (OE), ışıkla ekileşen elekronik aygıları inceleyen ve bu aygıların praiğe uygulanmasını konu alan bilim dalıdır. Bu anımda kasedilen ışık, elekromanyeik dalga spekrumun görünür bölge de dahil olmak üzere, kızılalı ve moröesi bölgesini kapsamakadır. Alernaif bir anım ise; elekrik enerjisini ışık enerjisine (elekron foon) veya ışık enerjisini elekrik enerjisine (foon elekron) dönüşürme işlevini konu alan, aygıların asarım, üreim ve eslerini yapan bilim dalıdır. Örneğin, opik mikroskop veya dürbün opoelekroniğin konusu değildir! Elekron-foon veya foon-elekron dönüşümüne dayanan yarıileken lazerler, ışık yayan diyolar (LED), CCD (Charge Coupled Device), foon dedekörleri opoelekronik özellik göseren aygılar olup bu alelerin incelenmesi ve gelişirilmesi opoelekroniğin konusudur. Işık 1 Işık 2 V 2 V 1 9

Foonik (Phoonics) Tanımlar-3: Foonik Moröesi ve kızılalı bölgeler arasındaki dalgaboylarındaki ışığı kapsayan elekronik eknolojisine verilen isimdir. Opoelekronik ile eş anlamlı kullanılmakadır. Foonik, isim olarak, ileimin elekronlarla gerçekleşirildiği elekronik eknolojisinin foonlarla (ışık ile) gerçekleşirildiği eknolojiye benzeilmesidir. Elekron-ik: elekrik yüklerinin (boşluka ve madde oramında) konrolü. Foon-ik: foonun (boşluka ve madde oramında) konrolü. 10

Tanımlar-4: Diğer Tanımlar Akuso-Opik (Acouso-Opics) Maddenin opik özelliklerinin ses dalgası (mekanik) ile değişirilmesi esasına dayanan bilim dalıdır. n n+ n F=0 F 0 (ses dalgası) Magneo-Opik (Magneo-Opics) Maddenin opik özelliklerinin manyeik alan ile değişirilmesi esasına dayanan bilim dalıdır. n n+ n H H=0 H 0 (manyeik alan) I 11

Tanımlar-5: Opoelekronik ve X-Opik Opoelekronik (Foonik) Opik enerjiyi elekronik enerjiye, elekronik enerjiyi opik enerjiye dönüşürme Işık 1 Işık 2 V 2 (Örnek: lazerler, dedekörler, güneş pilleri vb.) V 1 X-Opik [ X Elekrik (E), Manyeik (H) veya Akusik (F) ] Dış ekilerle maddenin opik paramerelerini değişirme n n+ n (E, H, F)=0 (E, H, F) 0 (Örnek: sıvı krisaller, dalga plakaları vb.) 12

(s) ν Frekans (Hz) Elekromanyeik Spekrum λ Dalgaboyu (m) 10 22 10-13 1 Α 10-10 1 nm 10-9 γ-ışını x-ışını Işınımsı 1 THz 10 15 10 14 10 12 1 µ 10-6 Moröesi Görünür Bölge Kızılalı Işıksı Opoelekronik / Foonik 1 GHz 1 MHz 10 9 10 6 1 cm 1 m 1 km 10-2 10 0 10 2 10 3 Mikrodalga Radar UHF VHF TV FM Radyo Radyo Frekansı Dalgamsı Elekronik 1 KHz 10 3 10 5 Elekrik Haı 13

Opik Bölge-Opoelekronik Teknolojisi Opik bölgede ışığın dalgaboyu göreli olarak küçük olduğundan (1 mm - 10 nm) ışığın üreimi, ileimi ve algılanması yerleşik olan elekronik eknolojisinden (uzun dalgaboyu) farklıdır. Opik Bölge ν=3x10 11-3x10 16 Hz λ= 1 mm -10 nm Kızılalı Görünür Moröesi 1mm -760 nm 760-390 nm 390-10 nm ν Frekans (Hz) 1 khz 1 MHz 1 GHz 1 THz 10 15 Hz 10 18 Hz ν=c/λ λ Dalgaboyu (m) Radyo Frekansı TV Radar UHF Mikrodalga VHF FM Radyo x-ışını 1 km 1 m 1 mm 10 nm 1 nm Elekronik Foonik 14

İleişim Teknolojisi-1 İleişim, A nokasındaki bir bilginin (sayısal, analog) başka bir B nokasına aşınmasıdır. Taşıma işleminde mesafeler cm (elekronik yongalar) merebesinden binlerce km ye kadar (kıalararası ileişim) uzanabilir. Bilgi A oram Bilgi B Bilgi aşınırken yapılması gereken, bilgiyi oram koşullarından ekilenmeden en doğru bir şekilde (kayıpsız) ilemekir. Bunun için bilgi, farklı işlemlerden geçirilerek değişik sinyal formuna dönüşürülür (modüle edilir). 15

İleişim Teknolojisi-2 Bilgi Kodlayıcı Modülaör Taşıyıcı Oram DeModülaör Kod Çözücü Bilgi Gönderici Alıcı İleilecek bilgi (sayısal veya analog olabilir) öncelikle bir kodlama işlemine abi uulur. Kodlanan bilgi daha sonra bu bilgiyi uzak mesafelere kadar aşıyacak olan periyodik bir sinyalin (aşıyıcı dalga) üzerine bindirilerek (modülasyon) aşıyıcı oram boyunca (örneğin boş uzay, fiber kablo) ileimi sağlanır. Taşıyıcı oram boyunca ileilen (bilgiyi içeren) sinyal uygun alıcı arafından algılanır (anen, ışık dedekörü). Algılanan sinyal, bindirme işleminin ersi bir işlemle (demodülasyon) bilgi ve aşıyıcı sinyale ayrışırılır. Kodlanmış bilgi çözülür. Bu aşamalar neredeyse her ürlü ileişim eknolojisinde (dumanla haberleşmede, elgraf, RF, opik vs) için aynıdır. 16

Modülasyon Modülasyon (ileişimde), bir dalganın değişik paramerelerini (örneğin genlik, frekans, faz gibi) konrollü olarak (bilgi ile oranılı) değişirerek bilgi yükleme işlemine denir. Zayıf olan bilgi sinyalinin uzak mesafelere ileilmesi, güçlü olan bir aşıyıcı dalganın belli paramerelerini bilgi sinyali ile oranılı olarak değişirilip (modülasyon) gönderilmesi ile mümkündür. aşıyıcı dalga modülaör modüle edilmiş dalga Frekans ν=sabi ν(v()) V() bilgi Örnek olarak, yukarıda verilen modülasyon şemasında, sabi paramereleri olan (frekans, genlik ve faz) güçlü bir aşıyıcı dalganın diğer paramereleri sabi uularak sadece frekansı bilgi sinyali ile oranılı olarak değişirilmişir. Bu sayede bilgi, üsüne bilgi bindirilmiş güçlü sinyal aracılığı ile uzun mesafelere oram şarlarından ekilenmeden ileilebilmekedir. 17

Modülasyon Teknikleri-1 Taşıyıcı dalganın hangi parameresi bilgi sinyali ile oranılı olarak değişiriliyorsa modülasyon işlemine farklı isimler verilir. Modülasyon işlemi eğer dalganın; Genliği değişirilerek yapılıyor ise Genlik Modülasyonu (Ampliude Modulaion-AM), Frekansı değişirilerek yapılıyor ise Frekans Modülasyonu (Frequency Modulaion-FM), Faz açısı değişirilerek yapılıyor ise Faz Modülasyonu (Phase Modulaion-PM) denir. 18

Modülasyon Teknikleri-2 Genlik Modülasyonu (AM) Taşıyıcı dalganın genliği bilgi sinyali ile oranılı olarak değişirilerek oluşurulan modülasyon ekniğidir. E() v() E().v() Taşıyıcı dalga Bilgi sinyali Genliği modüle edilmiş dalga Ban aralığı daha az, Sinyal/gürülü oranı FM modülasyonuna göre daha küçükür. 19

Modülasyon Teknikleri-3 Frekans Modülasyonu (FM) Taşıyıcı dalganın frekansı bilgi sinyali ile oranılı olarak değişirilerek oluşurulan modülasyon ekniğine denir. E() v() E().v() Taşıyıcı dalga Bilgi sinyali Frekansı modüle edilmiş dalga Ban aralığı daha fazla, Sinyal/Gürülü oranı AM modülasyonuna göre daha büyükür. 20

Faz Modülasyonu (PM) Modulasyon Teknikleri-4 Taşıyıcı dalganın fazı bilgi sinyali ile oranılı olarak değişirilerek oluşurulan modülasyon ekniğine denir. E() v() E().v() Taşıyıcı dalga Bilgi sinyali Fazı modüle edilmiş dalga 21

Neden Işık? Başa ileişim olmak üzere günümüz eknolojisinde kullanılan elekromanyeik bölge (RF, Mikrodalga) aran veri ransferi alebini karşılayamamaka (özellikle inernein günlük hayaımızda daha da fazla girmesi ile) ve gerek bilgi işlemede gerekse ilemede doyuma ulaşmışır. Bu eknolojik çıkmazdan, daha yüksek frekanslara sahip elekromanyeik dalgalar (ışık) kullanarak çıkmak mümkündür. Bu anlamda ışık dalgasının elekronik eknolojisine nazaran sunduğu bir çok sayısız üsünlükleri vardır: Sinyal Kaliesi Lazerlerle (ek renkli ışık) birlike sinyalin bozulmadan ve parazi ekilerden ekilenmeden opik fiberler içersinde uzun mesafeler boyunca ileilmesi mümkündür. Güvenli ve Ucuz Bilgi İleimi Işık sayesinde bilgi daha güvenli ve ucuz ileilebilir. Opik fiberlerde ışık uzun mesafeler boyunca, az kayıpla ve güvenli olarak ileilebilmekedir. Yüksek Ban Genişliği Opik fiber içinden ışık (yüksek frekans, 10 14 Hz) ile, ileimin elekronlarla yapıldığı meal ellere göre birim zamanda çok daha fazla bilgi ileilebilir. Opik fiberler, yaklaşık GHz merebesinde (yüksek ban aralığı) bilgi aşıma kapasiesine sahipirler; Opik fiberler, mealik elefon halarına göre 100 milyon kez daha fazla bilgi aşıyabilmekedirler. Tipik bir elevizyon kanalının frekansının 4 MHz olduğunu düşünürsek, opik dalgalarla yaklaşık 75 milyon TV kanalı ileilebilir 22

Neden Işık?: Ban Genişliği TV yayınlarını düşük frekanslı (RF) bir aşıyıcı dalga (khz) ile göndermek sıkını yaraır. Çünkü TV yayınında radyo yayınına (ses) ek olarak görünü bilgisi de olduğundan birim zamanda ileilecek bilgi radyo yayınına göre çok daha fazladır. Taşıyıcı dalganın (a) frekansı (1/τ ) düşük olduğu için aşıyıcı dalga bilgi sinyalini (0 veya 1 bi) (τ >>τ b ) modüle edecek yeerli sıklıka ireşim yapamamakadır! Farklı frekansaki (1/τ ) aşıyıcı dalgalar τ = Modüle edilmiş sinyal d 1 d 2 d 3 d 4 τ b τ bilgi sinyali (a) d d 2 d 5 d 8 d d 2 d 3 d 4 1 1 0 1 000 1 0 τ b = 1 τ b Frekansı en yüksek olan aşıyıcı dalga (c) bilgi sinyalinin (0 veya 1 bi) salınımından çok daha fazla salınım yapığından birim zamanda daha fazla bilgiyi aşıyabilmekedir. (c) Birim zamanda ileilen bilgi (Bangenişliği) aşıyıcı dalganın aran frekansı ile arar. (b) τ τ = d 1 d 2 d 3 d 4 τ b τ τ 23

Neden Işık?: Opik İleişim Işık, yüksek frekansından dolayı bilgi ilemede radyo dalgalarına göre çok daha fazla üsünlükler sunar. Opik ileişimde aşıyıcı dalga olarak uygun özellike ışık (lazer) kullanılır. Işığı modüle emek, yaymak ve algılamak için ise aşıyıcı dalganın dalgaboyuna duyarlı opoelekronik devre elemanları (elekro-opik modülaör, fiber kablo, ışık dedekörü) kullanılır. opik modülaör (elekro-opik krisal) aşıyıcı oram (fiber, dalga kılavuzu) opik dedekör (p-i-n diyo) DeModülaör ışık kaynağı (lazer) ν(v) aşıyıcı dalga (ışık) modüle edilmiş dalga (ışık) elekronik sinyal (akım) V() V() bilgi (elekronik) bilgi (elekronik) 24

Neden Işık?: Veri Depolama Işık, veri saklamada da üsün olanaklar sunar. Günümüzde hala en yaygın kullanılan kayı oramı manyeik oramdır (sabi diskler); bu oramda bilgiler yüzeye yazılır (a). Son zamanlarda manyeik oramın yerini opik oramlar (CD, DVD) almış olmasına rağmen bu yönemde de veriler yine iki boyua saklanmakadır (b). Opiğin asıl kullanım poansiyeli ise bilgiyi iki boyua değil hacim içinde saklayabilme özelliğinden (holografik kayı) gelir. Bu sayede kayı oramının kapasiesi bir boyu ka daha arırılmış olur; aynı zamanda veri yazma-okuma çok hızlı bir şekilde gerçekleşirilebilir (c). lazer λ okuma manyeik kafa lazer lazer manyeik oram opik oram opik oram (holografik) (a) manyeik kayı (2B) (b) opik kayı (2B) (c) holografik kayı (3B) 25

Neden Işık?: Veri İleimi Işığın, veri ileiminde de üsünlükleri vardır. Işık ile veri ileimi güvenli, hızlı ve düşük maliyelidir. Işık ile veriler, uzun mesafeler arasındaki az kayıplı opik fiber kablolarla, kısa mesafelerde de opik elsizlerle yapılır. 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 λ 1 Opik fiber kablo/boş uzay Geleneksel bakır ellerdeki (elekron) frekans sınırlamasından dolayı oluşan kapasiif ekiler nedeniyle bangenişliği düşükür, fiber kablolarda (ileim foonlarla yapıldığı için) ise bu ür ekiler yokur. Opik fiberlerde yüksek bangenişliğinden dolayı meal ellere göre daha fazla bilgi ileilir. Opik fiberler, mealik elefon haları ile karşılaşırıldığında 100 milyon kez daha fazla bilgi aşıma kapasiesine sahipir. Değişik modülasyon eknikleri ile bu kapasie daha da arırılabilir. Örneğin, yoğun dalgaboyu kaydırmalı modülasyon ekniği (Wavelengh-Division Muliplexing-WDW) ile yaklaşık 100 opik sinyal, her birinin kapasiesi 10 Gb/s ve sinyal güçlendirme mesafesi 400 km olan fiberlerde saniyede erabi (TB/s) merebesinde bilgi ilemek mümkündür. Yoğun dalgaboyu kaydırmalı modülasyon ekniği λ 2 λ 3 λ.. az kayıplı opik fiber λ n λ 1 λ 2 λ n 26

Opoelekronik Tümleşik Devreler Opoelekronik devre elemanları, elekronik eknolojisinde olduğu gibi ümleşirilerek sisemin performans ve güvenirliği arırılabilir ve maliye düşürülebilir. farklı frekans bileşenleri içeren RF sinyal λ 2 λ 1 radar ransducer (ses dalgası dönüşürücü) mercek mercek fooalgılayıcı dizisi idde (I) lazer λ 1 λ 2 ses dalgası Yukarıdaki düzenek, frekans ayrışırma işlemi yapan bir opoelekronik ümleşik devreyi gösermekedir. Devre, farklı frekansları içeren bir sinyali analiz ederek her frekansa ai şidde dağılımını bulur. Bu işlem (savunma sanayinde) dos veya düşman sinyalleri ayır emek için oldukça kullanışlıdır. Bu işlem, elekronik olarak da yapılabilir faka opoelekronik ümleşik devre kullanılarak yapıldığı zaman hem çok daha hızlı bir şekilde analiz yapılabilir hem 27 de kullanılan devre elemanı mikarı azalılabilir. λ

Taşıyıcı Dalga Olarak Işık Opoelekronik eknolojisinde aşıyıcı dalga olarak ışık kullanılır. Işık, frekansı çok yüksek (ν=3x10 11-3x10 16 Hz) elekromanyeik bir dalgadır. Işığın yüksek frekansından dolayı aşıyacağı bilgi (bangenişliği) yerleşik elekronik eknolojisinin kullandığı düşük frekanslı elekromanyeik dalganın aşıyacağı bilgiden çok daha fazladır. İleişimde olduğu kadar, opoelekronik eknolojisinde de kullanılan lazerlerin (ekrenklilik, eş fazlılık, kuupluluk) birçok farklı uygulama alanı vardır. Işığı opoelekronik eknolojisinde kullanabilmek ve poansiyel kullanım alanlarını öngörebilmek için bu frekans aralığındaki ışığın özelliklerinin, madde ile ekileşmesinin, boşlıka ve madde oramındaki davranışlarının nasıl olduğunun çok iyi bilinmesi gerekir. 28

Işığın Özellikleri Işık, bir elekomanyeik dalgadır. Dolayısı ile ışığı karakerize eden belli paramereler vardır. Işığı kullanmak için bu paramerelerin iyi bilinmesi ve hangi paramerelerin praik amaçlar için kullanılabilir olduğunun bilinmesi gerekmekedir. 1) Frekans (ν) I, E 2) Dalgaboyu (λ) 3) Hız a) faz hızı (v p =c) b) grup hızı (v g ) 4) Şidde (I) 5) Kuuplanma (doğrusal, dairesel, elipik) λ, T v x, Bir EM dalga olan ışığın hangi özelliklerini konrol edebiliriz? Frekans (ν), dalgaboyu (λ) ve hız (v) arasındaki bağını v=ν.λ Frekans, sadece ışık kaynağına bağlıdır ve (doğrusal oramda) değişirilemez! Hız, ışığın yayıldığı orama bağlıdır. Dalgaboyu, dalganın yayıldığı orama (ve hıza) bağlıdır. Şidde, değişirilebilir. Kuuplanma doğrulusu, değişirilebilir. 29

Opoelekronik Dersinin İçeriği Bu ders kapsamında; Işığın boşluka, madde oramında ve ara yüzeylerde davranışı, Işığı oluşuran alanların uzay ve zamanda nasıl değişiği, Malzemelerin opik özelliklerinin dış ekilerle nasıl değişirilebileceği, Işığı üremek, modüle emek, ilemek ve algılamak işlemlerinin nasıl yapılacağı incelenecekir. Ara Yüzey (Bölüm 7) Işığın Özellikleri Deme Özelliği (Bölüm4) Kuupluluk (Bölüm 5) Frekansa Bağlılık (Bölüm 6) Dış (X()) Ekiler (Modülsyon) Elekro-Opik (Bölüm 9) Akuso-Opik, Magneo Opik (Bölüm 10) X()=E, H, F Boş Uzay (Bölüm 2) Dielekrik-Meal Oram (Bölüm 3) Krisal Oram (Bölüm 8) Işığın Farklı Oramlardaki Davranışı Doğrusal Olmayan Oram (Bölüm 11) Opoelekronik Devre Elemanları (Bölüm 14-15-16) Lazerler (ışık üreme) Dedekörler (ışığı algılama) Dalga Kılavuzları (ışığı ileme) 30

Öze Elekronun konrolüne dayanan elekronik eknolojisinde olduğu gibi opoelekronik eknolojisinde aşıyıcı olarak foon (ışık) kullanılır, İleişim eknolojisinde yaygın olarak kullanılan düşük frekanslı elekromanyeik dalgalar (radyodalga, mikrodalga) yerine daha yüksek frekanslara sahip dalgalar (ışık) kullanmak birim zamanda ileilecek bilgi kapasiesinin armasına (bangenişliği) ve güvenli veri akışına olanak sağlar; (uzun vadede) düşük maliyelidir, Işığı kullanabilmek için ışığın özelliklerini ve bu özelliklerin hangi ekilerle ve hangi durumlarda değişirilebileceğinin bilinmesi gerekmekedir, Bu ders kapsamında önce ışığın özellikleri öğrenilecek, daha sonra ise ışığın bazı paramerelerinin konrollü olarak nasıl değişirileceği ve eknolojik uygulamalarda nasıl kullanılabileceği anlaılacakır. 31

UADMK - Açık Lisans Bilgisi Bu ders malzemesi öğrenme ve öğreme yapanlar arafından açık lisans kapsamında ücresiz olarak kullanılabilir. Açık lisans bilgisi bölümü yani bu bölümdeki, bilgilerde değişirme ve silme yapılmadan kullanım ve gelişirme gerçekleşirilmelidir. İçerike gelişirme değişirme yapıldığı akdirde kakılar bölümüne sadece ekleme yapılabilir. Açık lisans kapsamındaki malzemeler doğrudan ya da ürevleri kullanılarak gelir geirici faaliyelerde bulunulamaz. Belirilen kapsam dışındaki kullanım açık lisans anımına aykırı olduğundan kullanım yasadışı olarak kabul edilir, ilgili açık lisans sahiplerinin ve kamunun azmina hakkı doğması söz konusudur. 32