Metamalzeme temelli mikroşerit sistemlerde elektromanyetik indüklenmiş saydamlık
Electromagnetically induced transparency in metamaterial based microstrip systems
Yazar: YASEMİN GÜNEŞ DULKADİR
Danışman: PROF. DR. BARIŞ AKAOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında atomik boyutta gerçekleşen EİS olgusunun klasik benzerini makro sistemlerde gözlemlemek amacıyla, metamalzeme tabanlı bir mikroşerit sistem tasarımı yapılmış ve EİS-benzeri etki incelenmiştir. Bu amaçla CST Microwave Studio elektromanyetik simülasyon programı kullanılarak tasarımlar yapılmış, EİS-benzeri etkinin gerçekleştiği tasarım fotolitografi yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen numunenin vektör network analizör kullanılarak ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Simülasyon ve ölçüm sonuçları karşılaştırılmış olup, farklı alttaşlar kullanılarak ve yapının tasarım parametreleri değiştirilerek ölçümler yapılmış ve bu değişikliklerin oluşan EİS-benzeri etki üzerine ne gibi değişiklikler meydana getirdiği incelenmiştir. EİS-benzeri etkinin kırılma indisi değişimine etkisi ve dolayısıyla ışığın yavaşlatılmasına katkısı incelenmiş ve bununla ilgili simülasyonlar yapılmış ve ölçümler alınmıştır. Bunların yanı sıra, yapının üzerine farklı elektriksel geçirgenlik değerine sahip üsttaşlar koyularak ve üsttaş kalınlığı değiştirilerek EİS-benzeri etki araştırılmış ve sistemin hassasiyetini gözlemlemek amacı ile duyarlılık hesaplamaları yapılmıştır. Sonuç olarak mikroşerit bir sistemde EİS-benzeri bir spektral pencere oluşturulabilmesinin haberleşme, sensör ve anahtarlama gibi uygulamalarda kolaylık ve esneklik sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, a metamaterial-based microstrip system has been designed and its EIT-like effect has been investigated in order to observe the phenomenon of Electromagnetically Induced Transparency (EIT) counterpart of atomic systems in macro systems. For this purpose, designs have been made by using the CST Microwave Studio electromagnetic simulation program and the design in which the EIT-like effect has been realized was produced using the photolithography method. S-parameters of the sample have been measured by using a Vector Network Analyzer (VNA). Simulation and measurement results have been compared and measurements have been carried out using different substrates and by changing the design parameters of the structure. The effect of the changes on the emerging EIT-like effect caused by the design parameters of the structure have been examined. The effect of EIT-like effect on the refractive index change, thus its contribution to slow light has been investigated and related sensivity analyses have been made. In addition, medium environment effect to EIT-like phenomenon is investigated by using different superstrate layers with different permittivity and its related sensitivity calculations have been made. As a result, it is concluded that the emergence of EIT-like spectral window in a microstrip system will provide convenience and flexibility in applications such as communication, sensing and switching.