Optik dalga kılavuzlarında propagasyon özelliklerinin incelenmesi ve optik kuplör ile optik sensör analizi
The research of the propagation characteristics in optical waveguides and analysis of optic coupler and optic sensor
Yazar: ÖZNUR TÜRKMEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM ÜNVERDİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Optik fiberlerin kullanımı, icat edildiği 1960'lı yıllardan günümüze kadar artarak devametmiştir. Optik fiber kullanımı yüksek bant genişliği, yüksek iletim hızı, elektromagnetikgirişimden etkilenmeme, elektriksel izolasyon kolaylığı ve küçük boyut gibi bir çok avantajsağladığından, optik fiberin kullanımı günümüzde oldukça yaygındır. Optik fiberlerin enyaygın kullanım alanları telekomünikasyon, tıp, askeri ve endüstriyel alanlardır.Çalışmanın Birinci Bölümü'nde sağladığı bir çok avantaj göz önüne alınarak, optik fiberhaberleşmesi hakkında temel bilgiler verilmiştir. İkinci bölüm'de elektromagnetik teoriyardımıyla düzlemsel yapıdaki katmanlı(slab) optik dalga kılavuzlarında ışığın propagasyonözellikleri tanımlanmıştır. Üçüncü bölüm'de Değişkenlere Ayırma Metodu'na başvurularaksilindirik yapıdaki basamak indisli optik fiberlerin mod analizi yapılmıştır. Dördüncübölüm'de silindirik yapıdaki yumuşak geçişli optik fiberlerdeki modların propagasyon sabitiile olan ilişkisi WKBJ metodu kullanılarak açıklanmıştır. Beşinci bölüm'de ışık dalgalarınıntoplanması ve dağıtılması gibi önemli fonksiyonları yerine getiren optik doğrultu kuplörleriüzerinde durulmuştur. Ayrıca bu bölümde çekirdek yarıçapı ve kuple dalga kılavuzlarıarasındaki uzaklık gibi parametrelerin kuple dalga kılavuzlarının propagasyon sabitiüzerindeki etkisi incelenmiştir. Altıncı Bölüm birçok elektronik sistemde kilit konumda olanoptik fiber sensörler hakkında detaylı bilgi içermektedir. Ayrıca bu bölümde optik fiberinterferometrik sensörler ile basınç algılamasının analizi yapılmış ve dalga boyu ve poissonoranı gibi farklı parametrelerin optik fiber interferometrik sensörlerin algılama mekanizmasıolan faz değişimine olan etkisi araştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Optik fiber, optik dalga kılavuzu, dalga kılavuzu analizi, Maxwelldenklemleri, TE modu, TM modu, radyasyon modu, WKBJ Metodu, kostik, optik fiberkuplör, optik fiber sensör, optik fiber interferometrik sensörxvii

Abstract:
Since its invention in the early 1960s, the use of optical fiber increasingly has continued. Due tothe its advantages such as large bandwidth, high transmission speed, immunity to electromagneticinterference, easy electrical isolation and small size, the use of optical fiber is considerablywidespread. The most common fields in which optical fibers are widely used aretelecommunications, medicine, military, automotive and industrial.Part 1 of this work gives information about optical fiber communications by considering themajor advantages provided by this technology. In Part 2, propagation characteristics of light in aslab waveguides are described by using electromagnetic theory. In Part 3, mode analysis ofcylindrical optical fibers with step index profile are made by applying technique of separation ofvariables. In Part 4, relationship between modes in cylindrical optical fibers with graded indexprofile and propagation constant is clarified by the use of WKJB method. Part 5 deals with theoptical fiber couplers which function many important tasks such as combining and splitting thelight waves. Also, in this part impact of some variables such as core radius of optical waveguidesand distance between coupled waveguides on propagation constant of these waveguides areexamined. Part 6 contains detailed information about optical fiber sensors which are keycomponents of many electronic systems. Moreover, in this part analysis of sensing of pressure andtemperature with optical fiber interferometric sensor is made and effect of different parameterssuch as wavelength and poisson ratio on phase change which is sensing mechanism of theinterferometric sensors is searchedKeywords: Optical fibers, optical fiber waveguides, waveguides analysis, maxwell equations, TEmodes, TM modes, radiation modes, method of WKBJ, caustic, fiber optic coupler, fiber opticsensor, optical fiber interferometric sensor.xviii