Difraktif lenslerin minimum verim limitlerini belirleyen yazılımın geliştirilmesi
Development of the software determining the minimum efficiency limits of diffractive lenses
Yazar: TANER KARATEKE
Danışman: DOÇ. DR. MURAT ÇALIŞKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde özellikle bazı sensör ve detektör sistemlerinin algılama kısmında kullanılan difraktif lens elemanlarının tasarım parametrelerine bağlı olarak, maksimum ve minimum verim limitlerini belirleyen bir paket yazılımı yapılmıştır. Bu optik tasarım programının kullanılması ile optiksel elemanın tasarım parametreleri belirlenip, ilgili parametrelere bağlı olarak verim limitleri elde edilmiştir.
Sensör sistemlerinde algılanacak ya da tespit edilecek olan ilgili nesnenin radyasyon özellikleri önemlidir. Cismin yaymış olduğu elektromanyetik spektrumun algılanması ya da tespit edilmesi ve gereken ışık bölgesinin fiziksel ölçümü için radyometre ve fotometre hakkında literatür çalışması yapılmış olunup, tezde tasarımı planlanan optiksel sistemin parametreleri ile ilişkisi tanımlanmıştır. Tasarımı planlanan optiksel sistemin cismin radyasyonunun geometrik optik ve açısal dağılımlarının  incelenmesi bakımından katı açı konusu üzerinde çalışma yapılmıştır. Burada katı açı konusu, algılaması yapılacak olan sensörün görüş alanı ve cisimden gelen ışığın açısal dağılımı hakkında bilgi vermektedir. Piroelektrik hibrit sensörlerinden hareket algılama sensör çeşidinin optiksel yolunda difraktif lensler kullanılır. Difraktif optiğin tanımı ve teoriksel alt yapısı hakkında bilgi verilmiştir. Bununla birlikte, bu alanda kullanımı yaygın olan lensler ve ızgaraların temel çalışma prensibi, tipleri ve kullanım alanlarına da değinilmiştir.
Sonuç olarak bu tez çalışmasında öncelikle difraktif lensler hakkında teorik olarak literatür çalışması yapılmıştır. Elde edilen bilgi sonucunda bu tip lens ya da ızgaraların üretim teknikleri konusunda literatür bilgisi derlenmiştir. Algılama sistemlerinde kullanılması planlanan lenslerin ve bu tip lenslerin minimum verim limitlerini belirleyen parametrelerin analizi için bir paket yazılım tasarımı yapılmıştır.
İlgili paket yazılım lens tasarımı yapılan merceğe kaynak ya da cisimden gelen ışık ışınlarının verimini minimum yapacak uzaklık değerler kümesinin belirlenmesi ve buna göre ilgili mercekte verimi etkileyen parametreler üzerinde optimizasyon yapılmasını sağlayacaktır.

Abstract:
In this thesis, especially according to the design parameters of the diffractive lens elements used in the sensing part of some sensor and detector systems, a software  package software which determines the maximum and minimum efficiency limits has been made. By using this optical design program, design parameters of optical element will be determined and yield limits will be obtained depending on related parameters.
The radiation properties of the respective object to be detected or detected in sensor systems are important.
For the detection of the electromagnetic spectrum emitted by the object and for the physical measurement of the required light region, a literature study has been done about the radiometer and photometer. In order to investigate the geometric optical and angular distributions of the radiation of the object of the optic system which is planned to be designed, a study on the solid angle has been done. Here, the subject of solid angle gives information about the field of view of the sensor to be sensed and the angular distribution of the light coming from the object. Piroelectric hybrid sensors utilize diffractive lenses in the optical path of the motion detection sensor type. Information about the definition and theoretical background of diffractive optics is given. However, the basic operating principle, types and application areas of lenses and grids are also mentioned.
As a result, in this thesis, firstly theoretical literature study about diffractive lenses was made. As a result of the information obtained, literature information about the production techniques of such lenses or grids has been compiled. 
The software package design has been designed for the analysis of the parameters which determine the minimum efficiency limits of the lenses and the lenses that are planned to be used in detection systems.
The related software package will enable the lens to be projected to determine the set of distance values that will minimize the efficiency of the light rays coming from the source or the object and accordingly to optimize the parameters affecting the efficiency of the respective lens.