Coupled surface plasmon structures and applications

Ankara : The Graduate Program of Materials Science and Nanotechnology and the Institute of Engineering and Sciences of Bilkent University, 2009.Thesis (Master's) -- Bilkent University, 2009.Includes bibliographical references leaves 55-58.Surface plasmons have attracted great interest during past decades due to their unique physical properties. In this thesis, we study grating-coupled surface plasmons for sensing and filtering applications. We first present simple physical and chemical procedures that allow tuning and modification of the topography of gratings present in optical storage discs into geometries optimal for grating coupled plasmon resonance excitation. After proper metal coating, the tuned surfaces exhibit sharp plasmon resonances that can be excited at wavelengths ranging from 260 nm to over 2.7 µm with relatively high quality factors. As an immediate exemplary application, use of such optimized gratings in aqueous medium for refractive index measurement is demonstrated. We also report another plasmonic component based on a pair of surfaces displaying grating coupled plasmon enhanced transmission. We observe high quality factor transmission peaks as high as 100 through our plasmonic filter based on gratings obtained directly from optical storage disks. Wavelength and polarization dependent transmission is also demonstrated in the visible and infrared portions of the spectrum. The resonance wavelength of this filter can be tuned by simply changing the angle of incidence. Numerical calculations agree well with measurements. Our work can open up directions toward disposable optical components such as filters and polarizers. Morever, we investigate plasmonic force between two coupled metallic layers. We observe the mode splitting due to coupling between plasmonic surfaces by using finite difference time domain simulations.Gürel, KemalM.S

Femtosecond optical parametric oscillators based on potassium titanyl phosphate crystals

Ankara : Department of Electrical and Electronics Engineering and the Institute of Engineering and Sciences of Bilkent University, 1996.Thesis (Master's) -- Bilkent University, 1996.Includes bibliographical references leaves 45-47.In this thesis, we describe our experiments to construct and characterize optical parametric oscillators (OPO) based on a potassium titanyl phosphate (KTP) crystals. The oscillator is synchronously pumped by a mode-locked Titanium:Sapphire laser at a wavelength of 745 nm, a pulse duration of 120 fs, and average power of 640 mW. The OPO converts the 745 nm pump beam to a signal beam at 1068 nm. The resonator is in the form of a ring cavity, with the KTP crystal positioned at the intracavity focus. The crystal is cut for type-II phase matching. We investigated the performance of the OPO with four different output coupler reflectivities. The 10% output coupler gives the best results with 170 mW of signal average power, corresponding to 27% conversion efficiency. The signal beam has an autocorrelation pulse width of 650 fs. In addition, we demonstrate phase-matched intracavity frequency doubling of the signal beam with the same KTP crystal, by placing a waveplate inside the resonator. The waveplate is used to rotate the polarization for type-II phase matching.Kartaloğlu, TolgaM.S

Sivas-Yavu bölgesi doğal zeolitinin fizikokimyasal karakterizasyonu

Tez (yüksek lisans) - Anadolu ÜniversitesiAnadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim DalıKayıt no: 22866Türkiye, Dünya'nın doğal zeolit rezervleri olarak önde gelen ülkelerinden biridir. Bu yüksek lisans tezinde literatürde kısıtlı sayıda çalışma bulunan Sivas-Yavu bölgesi doğal zeolitinin ve bu zeolitin batch yöntemi ile iyon değiştirilmiş Ca2+ ve K+ formlarının X-ışını, DTA-TG ve FT-IR analizleri yapıldı, BET adsorpsiyon izotermleri çizdirilerek yüzey alanları ve gözenek yarıçapları bulundu ve SEM fotoğrafları çekildi. Bulunan sonuçlara göre, Sivas-Yavu bölgesi zeolitinin iki zeolit fazından oluştuğu ve bunların klinoptilolit ve mordenit olduğu görüldü. Ayrıca bu zeolitin doğal halinin yüksek oranda Ca içerdiği anlaşıldı. İyon değiştirilmiş formlarının yüzey alanında artışa neden olması dolayısıyla adsorbent olarak sanayide kullanılabileceği ve büyük moleküller için moleküler elek davranışı gösterebileceği görüldü

A comparative study of optical fiber sensors for refractive index measurement

2016 National Conference on Electrical, Electronics and Biomedical Engineering, ELECO 2016; Bursa; Turkey; 1 December 2016 through 3 December 2016Refractive index (RI) is one of the physical properties of material, such as boiling/melting point, density, and elasticity. As one of the distinctive features of the material, measurement of the RI is nowadays used in many areas including the food, oil and petroleum industry, biomedical applications, and environmental analysis. In recent years, fiber optic based refractometers become highly popular thanks to the advantages they provide compared to other methods used in the above mentioned fields. Two fiber optic refractive index sensors were investigated in this study: Fresnel reflection based-and long-period fiber grating (LPFG) based-refractometers. The former uses SMF fiber tip as sensing point interrogated by an OTDR from a distant location, where the latter examines the changes in the resonance wavelength. Experimental work realised on different concentrations of glucose-water and glycerol-water solutions successfully demonstrated the capability of the proposed sensor in measuring RI of liquid chemicals with a precision of 1.7×10-4 (Fresnel-based sensor) and maximum sensitivity of 193.42 nm/RIU (LPGF based sensor).Kırılma indisi, maddenin kaynama noktası, erime noktası, öz kütle, genleşme, esneklik gibi fiziksel özelliklerinden biridir. Malzemenin ayırt edici özelliklerinden olan kırılma indisinin ölçümü, günümüzde gıdadan, yağ ve petrol endüstrisine, biyomedikalden çevresel analizlere kadar birçok farklı alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu alanda kullanılan diğer yöntemlere kıyasla sağladığı avantajlar ile fiber optik tabanlı refraktometreler hızla ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmada fiber optik tabanlı iki farklı kırılma indisi sensörü incelenmiştir: bunlardan ilki Frensel yansıma tabanlı fiber optik refraktometre iken diğeri rezonans dalgaboyunda meydana gelen değişimlere inceleyerek algılama yapan uzun peryotlu fiber ızgara tabanlı (Long Period Fiber Grating, LPFG) refraktometredir. Tasarlanan sensörler iki farklı konsantrasyon değerlerinde hazırlanmış olan glikoz-su ve gliserin-su çözeltilerinin kırılma indisi değerleri ölçüldükten sonra referans ölçümler ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır

Improving The Water Solubility Of Curcumin

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015Bu tez, insan vücudu için çok önemli bir antioksidan olan kurkumin maddesinin düşük değerlerdeki suda çözünürlüğünü arttırmaya yönelik olası alternatif methodlar üzerine çalışmalar içermektedir. İnsan vücudu iç veya dış kaynaklı olarak çeşitli sebeplerle serbest radikaller üretebilir. Serbest radikal oluşumu bir atomun elektron alması ya da elektron vermesi olarak tanımlanabilir. Bu serbest radikallerin oluşum sebepleri arasında sigara içmek,toksin içerikli gıdaları tüketmek ve bunlar gibi birçok sebep yer alır. Vücutta oluşan serbest radikaller nötralize edilmedikleri takdirde insan vücudundaki birçok hücreye zarar verebilmektedirler.Serbest radikallerin zararlarından birisi insanın DNA’sına etki etmektedir.DNA üzerindeki bu zarar,kalıcı ve ciddi sonuçlara sebep olabilmektedir. Vücutta oluşan serbest radikallerin gerek vücut tarafından üretilen gerek dışarıdan alınan bir takım maddelerle nötralize edilmesi gerekmektedir. Serbest radikallerin nötralize edilmesi onların vücuda zarar vermelerinin engellenmesi anlamına gelmektedir. Serbest radikaller nötralize edildikten sonra hücrelere zarar verme olasılıkları düşer.Serbest radikallerin nötralize edilmesinde insan vücudu kendi kendine antioksidanlar üreterek serbest radikalleri nötralize edebilen bir mekanizmaya sahiptir. Ancak vücudun ürettiği antioksidanların yanısıra vücutta barındırılan tüm potansiyel zararlı serbest radikallerin nötralize edilebilmesi için dışarıdan da antioksidan alımı gerekmektedir. Vücuda dışarıdan alınan antioksidanlar genelde gıdalar aracılığıyla alınmaktadırlar. Gıda ile alınabilecek antioksidanlar için birçok örnek verilebilir.Vücuda dışarıdan alınarak serbest radikalleri nötralize edebilecek doğal antioksidanlardan birisi de kurkumin denen,turmerik bitkisinden ekstrakte edilen,Hindistan kökenli bir maddedir. Kurkumin keskin koyu sarı renge sahip,yiyeceklere renk ve tat vermek adına gıda sektöründe de sıkça kullanılan bir antioksidandır. Kurkuminin insan sağlığı açısından birçok faydası bulunduğu gibi aynı zamanda E100 kod ismiyle gıdalara eklenen maddeler listesinde de güvenli olarak sınıflandırılmaktadır. Günümüzde Hindistan başta olmak üzere birçok Asya ülkesinde geniş alanlarda tüketilen kurkumin, zerdeçal bitkisi olarak da nitelendirilebilmektedir.Kurkumin başta kanser olmak üzere çok sayıda ciddi hastalığın tedavisinde çok önemli bir etkiye sahiptir. İçerisinde aktif madde olarak kurkumini içeren birçok farklı çeşitte ilaç ve alternatif tıp ürünü bulunmaktadır. İnsan vücuduna faydalı olmasına ve serbest radikalleri nötralize edebilecek yüksek antioksidan özelliğine sahip olmasına rağmen kurkuminin sudaki çözünürlüğü beklenenden azdır. İnsan vücudunun büyük kısmı sudan oluştuğu için,suda çözünürlüğü yüksek olan antioksidanları tüketmek insanlar için daha kolaydır. Dolayısıyla sudaki çözünürlüğünün düşük olması sebebiyle kurkumin insan vücudunda zor çözünür Kimyasal maddeler için en önemli fiziksel özelliklerden birisi olan suda çözünürlük konusunda kurkumin yeterli olmadığından bu özelliğinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu tezdeki çalışmalarda kurkuminin sudaki çözünürlüğünü arttırılması hedeflenmiştir.Kurkuminin sudaki çözünürlüğünü arttırabilmek için,kurkuminin seçilen diğer bir reaktifle kompleks oluşturarak çözünürlüğünün arttırılmasını içeren çalışmalar vardır ve bu tezde de yöntem olarak bu yöntem seçilmiştir. Bu yöntem dahilinde dikkat edilmesi gereken noktalardan birisi kurkumin ile kompleks oluşturarak maddenin sudaki çözünürlüğünü arttırması hedeflenen kompleks yapıcı reaktifin insan sağlığı açısından hiçbir zarara sahip olmamasıdır.Aynı zamanda bu kompleks yapıcı reaktif,kurkuminin bünyesinde barındırdığı insan için faydalı olan antioksidan özelliklerini de bozmayan bir kompleks oluşturabilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada kompleks yapıcı reaktif olarak polietilen glikol adı verilen bir polimer madde seçilmiştir. Polietilenglikol, etilen oksit monomerlerinin su gibi bir başlangıç materyali ile polimerizasyonu sonucunda elde edilebilen bir polimerdir. Polimerizasyon esnasında istenilen molekül ağırlığına ulaşıldığında reaksiyon durdurulabilir.Polietilenglikolün 400’e yakın sayıda farklı ortalama molekül ağırlığına sahip çeşitleri vardır ve bunlar oda sıcaklığında uçucu değillerdir. Polietilenglikol polimerinin gıda sektöründeki kullanım alanı da oldukça geniştir.Gıda tüketim ürünlerinde kullanılan polietilenglikolün insan vücudu için günlük tüketim miktarı Dünya Sağlık Örgütü tarafından 10mg/kg olarak belirtilmiştir.Polietilenglikol, non iyonik bir surfaktandır. Bu sebeple polietilenglikol non iyonik bir surfaktan olarak suda çözünürlüğü çok zor olan maddelerin sudaki çözünürlüğünü arttırma gibi bir avantaja sahiptir. Bu olay polietilenglikol ile aktif maddenin arasında bir kompleks çeşidi oluşturulması olarak tanımlanabilir. Dolayısıyla oluşan kompleksin sudaki çözünürlüğünün yüksek olmasından faydalanılarak esas maddenin de bu özelliğinin iyileştirilmesi mümkündür. Bu tezdeki çalışmalarda kurkumin ile seçilen bir reaktif arasında farklı konsantrasyonlardaki çözeltilerin hazırlanması,bu çözeltilerin spektrofotometrik yöntemlerle ölçümlenmesi ve kurkuminin sudaki çözünürlüğünün arttırılması çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Seçilen kompleks oluşturucu reaktif polietilenglikoldür. Bu maddenin suda çözünürlüğü arttırıcı faydalarından yararlanılması hedeflenmiştir. Kurkuminin düşük değerlerdeki sudaki çözünürlüğünün polietilenglikol ile geliştirilmesi doğrultusunda çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmadaki denemelerde,kompleks yapıcı madde olarak kullanılan polietilenglikolün üç farklı çeşidi kullanılmıştır.Üç farklı çeşidin birbirinden farkı molekül ağırlıklarıdır. Polietilenglikolün molekül ağırlığı 200,600 ve 1500 olan üç çeşidi burada kullanılmıştır. Çalışmaları bir esasa dayandırabilmek ve üzerinden hesaplamaları yapabilmek için her üç molekül ağırlığındaki polietilenglikol için belirlenen konsantrasyonlarda kurkumin içeren çözeltiler hazırlandı. Çözeltilerin konsantrasyonları,kalibrasyon doğrusunun doğrusal olabileceği şekilde hesaplandı. Bu çözeltiler için hazırlanan stok çözelti 1 mg kurkumin ile 9 mg polietilenglikol içermekteydi. Bu stok çözelti kullanılarak hazırlanan üç farklı konsantrasyondaki çözeltilerin ultraviolet spektrumdaki absorbansları ölçülerek kaydedildi. Kalibrasyon çözeltilerine ait ölçümler UV Visible dedektör ile 300-500nm dalgaboyu aralğında gerçekleşti.Renkli bir bileşik olduğu için belli bir dalgaboyunda pik vermesi beklenen kurkuminin absorbans değerlerinden yola çıkarak pik verdiği maksimum dalgaboyu tespit edildi. Kurkumin için belirlenen maksimum dalgaboyu 430 nm olarak belirlendi. Maksimum dalgaboyunda elde edilen absorbans değerleri y eksenine,çözeltilerin konsantrasyonları da x eksenine konularak çizdirdiğimiz grafik sonucunda elde edilen kalibrasyon doğrusu ve bu doğruya ait olan denklem kalibrasyon verilerini oluşturdu. Kalibrasyon datalarını elde ettikten sonra,polietilenglikol ile kurkumin içeren test çözeltileri hazırlandı. Polietilen ile kurkumini içeren numuneler miktarca %5, %10,%15 ve %20 oranında polietilenglikol içerecek şekilde hazırlandılar. %5 oranında polietilenglikol içeren çözelti için 0.5 g polietilenglikol 10 g suda çözülerek üzerine 20 mg kurkumin eklendi. %10 oranında polietilenglikol içeren çözelti için 1.0 g polietilenglikol 10 g suda çözülerek üzerine 20 mg kurkumin eklendi. %15 oranında polietilenglikol içeren çözelti için 1.5 g polietilenglikol 10 gr suda çözülerek üzerine 20 mg kurkumin eklendi. %20 oranında polietilenglikol içeren çözelti için 2.0 g polietilenglikol 10 g suda çözülerek üzerine 20 mg kurkumin eklendi.Dört farklı orandaki çözelti tüm molekül ağırlığındaki polietilenglikoller için hazırlandı. Polietilenglikol ile kurkumin içeren çözeltiler bir saat boyunca ultrasonik banyoda tutulduktan sonra santrifüj edilerek dekante edildi ve değerlendirildi. Dört farklı oranda polietilenglikol içeren çözelti her bir molekül ağırlığı için üçer kez hazırlanarak çalışmanın en az üç kez tekrar edilen verilere dayanması sağlandı. Hazırlanan tüm çözeltilere ait ölçümler,kalibrasyon çözeltileriyle aynı şartlarda,UV Visible dedektör ile 300-500nm dalgaboyu aralğında gerçekleştirildi. Tüm ölçümlerde maksimum dalgaboyu olan 430 nm’de elde edilen absorbans değerleri kaydedildi. Kalibrasyon grafiklerinden elde edilen doğru denklemleri, Lambert-Beer yasasından yola çıkarak absorbans değerlerini kullanarak madde miktarını hesaplamada kullanıldı. Dolayısıyla maksimum dalgaboyunda elde edilen absorbans değerleri, kalibrasyon grafiklerinden elde edilen doğru denklemlerindeki bilinmeyen yerine konularak çözeltilerde çözünen madde miktarı hesaplandı. Tüm çalışmalar sonrasında kurkuminin sudaki çözünürlüğünün çözeltilerde kullanılan polietilenglikolün molekül ağırlığı arttıkça arttığı gözlemlendi. Ayrıca aynı molekül ağırlığına sahip polietilenglikol çözeltileri arasında da yüksek oranda polietilenglikol içeren çözeltilerde kurkuminin daha iyi çözündüğü gözlemlenmiştir.Ancak polietilenglikolün molekül ağırlığının 1500 olduğu çözeltilerde, %20 oranında polimer içeren çözeltinin en yüksek kurkumin çözünürlüğüne sahip olması beklenirken, %10 ve %15 oranındaki çözeltilerdeki değerler daha yüksek çıkmıştır.This thesis is about an alternative method for increasing the low water solubility of curcumin, which is a very useful antioxidant for human body. Human body may produce some free radicals naturally whereas the free radicals may also be produced because of external effects like smoking cigarettes or consuming highly toxic dietary products in daily life.These free radicals are especially harmfull for human body cells and even destroy the DNA. For neglecting any kind of destruction,the free radicals produced by either humabn body or external effects,should be neutralized by antioxidants. Curcumin is one of the most important antioxidants,extracted from the turmeric plant.It is very useful for treating certain diseases like cancer. There are many different types of pharmaceutical and alternative medicine products which contain curcumin as the main ingredient. The water solubility of curcumin, is not sufficient for many of its pharmaceutical uses. Since the human body consists of mostly water, it is easier to consume a highly water soluble antioxidant. Low water solubility limits the curcumin applications in drug and foods. In this study, polyethyleneglycol is chosen as complexing agent for increasing the water solubility and it is bicompatible and not toxic. It is a non-ionic surfactant, which has an advantage that is the solvating power for numerous substances that are sparingly soluble in water. This action can be described to the formation of a sort of complex between the polyethylene glycol and the active substance. Different molecular weights from 400 which is a nonvolatile liquid, to 4000-5000 which is waxy at room temperature, are available. Three types of Polyethyleneglicol with different molecular weights were used for the experiments. Three different PEG concentrations were chosen and PEG solutions were prepared. Since the curcumin is a coloured reagent, it was known that it will give a maximum absorbance at a specific wavelength. The measurements are made with a UV Visible dedector in a range of 300 to 500 nm. Three different curcumin concentrations are chosen having PEG and curcumin as the main component. For each concentration, three set of samples are prepared. Each set of sample solutions are also measured with the same method as the calibration solutions. The absorbance values at the maximum wavelength are obtained so that the amount of dissolved curcumin in PEG can be calculated via using the calibration equations. As we can see from the results of the studies, curcumin amounts in the PEG solutions were increased in high concentrated PEG solutions and especially high molecular weight PEG types. PEG1500 solutions have the highest solubility of the curcumin. Although it is expected to have a highe solubility value in 20% of PEG1500, higher curcumin concentration is obtained in 10 and 15%.Yüksek LisansM.Sc

Yakın ve orta dalgaboylu kızılötesi bölgede çalışan tek piksel kızılötesi algılayıcılarda pasivasyon etkisinin incelenmesi

Günümüzde yarıiletkenler yaygın olarak askeri, sağlık ve astronomi alanlarında kullanılmaktadır. Dedektörler, transistörler, lazerler ve güneş pilleri bu alanlardaki en yaygın kullanılan yarıiletken malzemelere örnektir. Malzemelerin aygıt haline getirilme sürecinde kullanılan yöntemler ve işlemler aygıtların verimini doğrudan etkilemektedir. Malzemelerin tek piksel aygıta dönüştürülme sürecinde, açıkta kalmış, bağ yapmamış atomlar oluşur ve bu kopuk bağlar yüzey kaçak akımları meydana getirirler. Bu bölgelerde oluşan yüzey kaçak akımları, oluşturulan pikselin performansını kötü yönde etkiler. Yüzey kaçak akımlarını baskılamak için piksellere dielektrik sabiti yüksek malzemeler ile yalıtım (pasivasyon) uygulanmalıdır. Bu çalışma kapsamında, moleküler demet epitaksi tekniği ile büyütülmüş, yakın ve orta dalgaboylu kızılötesi bölgede çalışan, III-V grubu tek piksel algılayıcılarda, farklı dielektrik malzemelerin algılayıcıların performansına etkileri araştırılmıştır

Thin Film Antireflection Coatings for Glass Surfaces

Cam yüzeyleri üzerinde elde edilen tek ve iki katmanlı ince film yansıtmaz kaplamaların optik özellikleri incelendi. İnce film kaplamalar uygun kırılma indisi değerlerine sahip malzemelerin vakumda buharlaştırılmasıyla elde edildi. Kaplanan örneklerin işlev görecekleri spektral bölgedeki reflektansları ölçülerek kaplanmamış cam yüzeylerin reflektans spektrumlarıyla karşılaştırıldı. Sonuçlar kaplama malzemelerinin kırılma indisi ve optik kalınlığı gözönüne alınarak tartışıldı.The optical properties of single and double-layer thin film antireflection coatings obtained on glass surfaces have been investigated. Thin film coatings were deposited by vacuum evaporation of the materials having suitable refractive index. The reflectance spectra of the samples were measured in their functional spectral region, and compared with that of uncoated glass surfaces. The results were discussed by considering the refractive index and optical thickness of the coatings

Çeşitli Gaz Akış Hızı Koşullarında Üretilen Hidrojenlenmiş Amorf Karbon İnce Filmlerin Optik Bant Aralıklarının İncelenmesi

Bu çalışmada, metan (CH4) plazma gazı akış hızı değiştirilerek üretilmiş hidrojenlenmiş amorf karbon (a-C:H) ince filmlerin optik bant aralıkları geçirgenlik deneyleri aracılığı ile incelenmiştir. Değerlendirmeler sonucunda, CH4 akış hızının ince film kalınlıklarına doğrudan bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, CH4 gazının akış hızının optik bant aralığı değerlerine bağlılığının doğrusal olmadığı açığa çıkarılmıştır. Bu bağlılık matematiksel olarak modellenerek, elde edilen model iletişim teknolojisinde sıklıkla kullanılan dalgaboyu değerlerinde verimli çalışma olasılığı yüksek olan ince filmlerin üretiminde kullanılabilecek parametrelerin tespitinde kullanılmıştır

N,N'-Bis(Salisiliden)-1,3-Propandiamin Schiff Bazının Agregasyon Kaynaklı Emisyon Artışı

Bu çalışmada, N,N'-bis(salisiliden)-1,3-propandiamin Schiff bazından hazırlanan çözeltilerin agregasyon kaynaklı emisyon artış özelliği incelenmiştir. Ligandın iki farklı çözücü ile farklı konsantrasyonlarda çözeltileri hazırlanmış ve bu çözeltilere değişik yüzdelerde (%1-50) su eklenmiştir. Schiff bazının etanol ile hazırlanmış 2×10-4 M’lık çözeltisinde, su derişimi arttıkça emisyon dalgaboyunun kırmızıya kaydığı ve floresans şiddetinin arttığı görülmüştür. Ayrıca, bu çözeltilerin floresans özelliklerinin zamana bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, Schiff bazının, etanol içindeki su safsızlığının kalitatif ve kantitatif olarak belirlenmesinde kullanılabileceği öne sürülmüştür