Monokromatik eş-fazlı ışık kaynakları ve çoklu algılama sistemi ile yüksek çözünürlüklü görüntüleme
Superresolution using coherent light sources and multiple detectors
Yazar: RAHMİ ŞAFAK ARICI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AZİZ KOLKIRAN
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Dalga kırınımı = Wave diffraction ; Elektromanyetik girişim = Electromagnetic interference ; Işık yoğunluğu = Light intensity ; Multifoton süreçleri = Multiphoton processe ; Tek foton sayma sistemi = Single photon counting system ; Yüksek çözünürlük = High definition

Özet:
Optik bilimi ilk çağlardan itibaren insanlığın ilgisini çekmiş ve sürekli bir gelişim içinde olmuştur. Özellikle teknolojinin ilerlemesi ile birlikte optik biliminde meydana gelen gelişmeler çığır açıcı seviyeye ulaşmıştır. Işığın özellikleri tanımlanmış ve kırınım metodu kullanılarak görüntü elde edilmiştir. Modern optiğin gelişmesi ile birlikte klasik optik çözünürlük limitlerine (Rayleigh Kriteri ya da Abbe Limit) ulaşılmıştır. Kuantum optik sayesinde süper-çözünürlük (dalga boyu altı çözünürlük) elde edilmiştir. Yüksek çözünürlüklü görüntüleme sayesinde nano boyutta nesneler incelenebilir hale gelmiştir.
Bu tez çalışmasında, kuantum korelasyon özelliğine sahip olmayan bağımsız tek foton kaynakları ve foton-foton yoğunluk korelasyon algılama yöntemi kullanılarak klasik optik çözünürlük limitlerinin üzerinde bir görüntü kalitesine ulaşılabileceği sayısal hesaplama metodları kullanılarak gösterilmiştir. Monokromatik eş fazlı ışık kaynağı, dairesel açıklık ve dedektör ile kurulan sistemde Kirchhoff kırınım integrali ve kuantum girişim yöntemi kullanılarak çözünürlük grafikleri elde edilmiştir. Kaynak ve dedektör sayısının aynı oranda artması ile klasik optik çözünürlük limitlerinin aşıldığı, grafik karşılaştırmaları yapılarak gösterilmiştir.

Abstract:
The science of optics has attracted the attention of humanity since the early ages and has been in a continuous development. Especially with the advancement of technology, the developments in optics have reached a groundbreaking level. The properties of light have been defined and images have been obtained by the diffraction method. With the development of modern optics, classical optical resolution limits (Rayleigh Criterion or Abbe Limit) have been reached. Super-resolution (subwavelength resolution) has been achieved thanks to quantum optics. Thanks to high-resolution imaging, nano-sized objects have become examinable.
In this thesis, it has been shown by using numerical calculation methods that an image quality above the classical optical resolution limits can be achieved by using independent single photon sources without quantum correlation feature and photon-photon intensity correlation detection method. Resolution graphics have been obtained by using Kirchhoff diffraction integral and quantum interference method in the system established with monochromatic coherent light source, circular aperture and detector. It has been shown by graphic comparisons that classical optical resolution limits are exceeded by increasing the number of sources and detectors at the same rate.