Notch filtre tasarımı
Notch filter design
Yazar: ERCAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET KABAK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez astronomide, Floresans ve Raman spektroskopisinde sıkça kullanılan optik eksiltme filtrelerin (notch filter) tasarımı ve üretimi anlatılmaktadır. Tasarım için elektromanyetik spektrumun 400-700 nm aralığındaki görünür bölgede çalışılmıştır. Tasarım ve üretimde 514 nm ve komşuluğundaki dalga boylarının yansıtılarak kesilmesi ve çalışılan bölgedeki diğer dalga boylarında yüksek geçirgenlik elde edilmesi amaçlanmıştır. Filtre tasarımı ve üretimi için görünür bölgede sıkça kullanılan TiO2 ve SiO2 malzemeleri kullanılmıştır. Bu tezde öncelikle teorik altyapı bilgisi ve kullanılan kaplama teknikleri gözden geçirilmiştir. `Opti-Layer' programı kullanılarak filtre tasarımı elde edilmiştir. Üretimi yapılmış olan filtrelerde kullanılan TiO2, SiO2 malzemeleri elektron demetli buharlaştırma yöntemi ile kaplanmıştır. Yapılan kaplamaların geçirgenlik ölçümleri spektrofotometre kullanılarak elde edilmiştir. Üretimin homojenliğinin kontrolü amacıyla üç ayrı örnek üretilmiştir. Hazırlanan tasarımlara kıyasla optiksel geçirgenlik değerlerinde birinci geçirgenlik bandında %4.63 ikinci geçirgenlik bandında %4.13 oranında fark gözlemlenmiştir. Bu farkın üretilen filtrelerde kullanılan camın arka yüzeyinden gelen yansımalardan kaynaklandığı düşünülerek tasarım yenilenmiş ve arka yüzeye 6 katmandan oluşan yansıma engelleyici kaplama eklenmiştir. Arka yüzeyi kaplanmış filtrelerin geçirgenlik bantlarında %2.75 ve %4.25 artış görülmüştür.

Abstract:
The main scope of this thesis is to investigate the design and fabrication process of notch filter used in astronomy, Florescence and Raman spectroscopy. The filter is designed in 400-700 nm spectral range which covers visible region and aimed to reflect a narrow band in the neighborhood of 514 nm central wavelength while transmitting the wavelength bands from both sides of the rejection zone. For design and production process TiO2 and SiO2 were used as high and low refractive index materials which are known to be widely used in the visible region. As a first goal, the basic background information and the coating techniques used up to date were investigated in this thesis. Design of the filters was performed with ?Opti-Layer? software. During the fabrication, TiO2 and SiO2 were deposited by using e-beam evaporation technique. The transmission properties of the filters were probed via spectrophotometer. In order to check the homogeneity quality of the coating three sample filters fabricated. When the experimental results were compared with the theoretical modeling, an average difference of 4.63% was found in the first transmission bands, and 4.13% was found in the second transmission bands of filters. This difference is investigated and found that, it was due to the back reflection of the test glasses. In order to eliminate the back reflections, design is revised and 6 layer antireflecting coating is deposited on back side of the fabricated Notch filters. After the deposition process transmission ranges increased amount of 2.75%, 4,25% in first and second transmission bands of Notch filters.