Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός οπτικών φίλτρων τύπου μέταλλο-μονωτής-μέταλλο
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Ατσάς, Γεώργιος
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Τα οπτικά φίλτρα είναι διατάξεις που εμφανίζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια πληθώρα εφαρμογών, έχοντας μάλιστα καθοριστικό ρόλο στην λειτουργία τους. Ο λόγος της ουσιαστικής συνεισφοράς τους στην σημερινή τεχνολογία, πέραν της ιδιότητας τους να αποκόπτουν φως, είναι η ικανότητα παγίδευσης και ενίσχυσης της έντασης του μέσω φαινομένων συμβολής που εμφανίζονται στο εσωτερικό τους. Για την επίτευξη αυτού του σκοπού, είναι απαραίτητη η προσεκτική μελέτη του σχεδιασμού των φίλτρων, τόσο ως προς την επιλογή των υλικώνπου θα χρησιμοποιηθούν, όσο και στο πως αυτά θα τοποθετηθούν ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα.Υπάρχουν αρκετές κατηγορίες οπτικών φίλτρων, οι οποίες βασίζονται στον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνονται οι διατάξεις, με βάση το είδος των υλικών. Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν αυτά που αφορούν επίπεδες κοιλότητες συντονισμού μετάλλου-μονωτή-μετάλλου. Η παρούσα Διπλωματική εργασία αφορά τη μελέτη και την κατασκευή οπτικών φίλτρων μετάλλου-μονωτή-μετάλλου με στόχο την,όσο το δυνατόν μεγαλύτερη, απορρόφηση του στα οπτικά μήκη κύματος. Η μελέτη των διατάξεων, σε θεωρητικό επίπεδο,πριν την κατασκευή τους, έγινε μέσω προσομοιώσεων που χρησιμοποιούν τη μέθοδο του Πίνακα Μεταφοράς, ενώ για την κατασκευή και το χαρακτηρισμό τους, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Sputteringκαι μέτρηση ανακλαστικότητας αντίστοιχα.
Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας, γίνεται αναφορά σε ορισμένες κατηγορίες οπτικών φίλτρων με μια μικρή ανάλυση για τον τρόπο λειτουργίας τους,αλλά και η παρουσίαση ορισμένων εφαρμογών.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, αναλύονται όλα τα απαραίτητα θεωρητικά στοιχεία πίσω από τον τρόπο λειτουργίας ενός οπτικού φίλτρου. Συγκεκριμένα, περιγράφεται ένα βασικό θεωρητικό υπόβαθρο στη φυσική των οπτικών κοιλοτήτων, ενώ γίνεται και μαθηματική ανάλυση σε καίρια σημεία.
Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα προσομοιώσεων από θεωρητικά μοντέλα, πριν αυτά κατασκευαστούν στο εργαστήριο με στόχο τον καθορισμό την βέλτιστης συστοιχίας υλικών, έτσι ώστε να επιτευχθεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερη απορρόφηση φωτός.
Στο τέταρτο κεφάλαιο φαίνονται τα αποτελέσματα από τα οπτικά φίλτρα, όπως αυτά κατασκευάστηκαν στο εργαστήριο, ενώ γίνεται και αναφορά στα συμπεράσματα που προκύπτουν από την κατασκευή τους.
Βάση της μελέτης αυτής γίνεται εμφανής η σημασία του προσεκτικού σχεδιασμού ενός οπτικού φίλτρου, εξαιτίας της μεγάλης ευαισθησίας που παρουσιάζουν. Συγκεκριμένα, μικρές μεταβολές στα πάχη των υλικών της διάταξης, δημιουργούν εντελώς διαφορετικά μεταξύ τους φίλτρα, ως προς το μήκος κύματος μέγιστης απορρόφησης.
Optical filters are quite interesting devices, as they can be used for a variety of applications, having at the same time, a major role in the way these applications work. The reason behind their contribution to our modern technology, besides cutting-off light in a specific way, is the ability of trapping and amplifying light’s intensity due to interference which takes place inside the device. Thus, for an optical filter to function properly, careful study of the materials that’ll be used and the way these materials will be put, is of high importance.There are many types of optical filters, categorized by the materials in use and the way these materials ‘stack’ on one another. Optical cavities that appeal a great amount of interest are those of flat surface resonance cavities of the type metal-insulator-metal. This Master Thesis is about the study and the construction of metal-insulator-metal optical filters, with main purpose the achievement of maximum absorption of light in the wavelengths of the visible spectrum. The study of the setups, in theoretical level, was conducted using simulations that use the Transfer Matrix Method. For their construction and characterization Magnetron Sputtering method and Reflectivity measurements were used respectively. On the first chapter of this research, there’s a reference to some basic types of optical filters, as well as to a brief analysis of the way they function and the ways they’re used for. On the second chapter all the theory ‘elements’ describing the way an optical filter functions are presented. Specifically, there’s a description of some basic theory background while there’s also a mathematical analysis on certain and crucial points. On the third chapter, the results of theoretical models obtained by using simulations can be found. These were performed in order to evaluate the best combination of materials and material thickness that result in maximum absorption of light. On the fourth chapter, there’s a reference to the results of optical filters that were fabricated in the lab, while there’s also a reference to the conclusions extracted. Based on this research, the importance of careful design of an optical filter (because of its great sensitivity) becomes obvious, as small changes in the thicknesses of the materials, result in completely different filters regarding the wavelength of absorption.
Optical filters are quite interesting devices, as they can be used for a variety of applications, having at the same time, a major role in the way these applications work. The reason behind their contribution to our modern technology, besides cutting-off light in a specific way, is the ability of trapping and amplifying light’s intensity due to interference which takes place inside the device. Thus, for an optical filter to function properly, careful study of the materials that’ll be used and the way these materials will be put, is of high importance.There are many types of optical filters, categorized by the materials in use and the way these materials ‘stack’ on one another. Optical cavities that appeal a great amount of interest are those of flat surface resonance cavities of the type metal-insulator-metal. This Master Thesis is about the study and the construction of metal-insulator-metal optical filters, with main purpose the achievement of maximum absorption of light in the wavelengths of the visible spectrum. The study of the setups, in theoretical level, was conducted using simulations that use the Transfer Matrix Method. For their construction and characterization Magnetron Sputtering method and Reflectivity measurements were used respectively. On the first chapter of this research, there’s a reference to some basic types of optical filters, as well as to a brief analysis of the way they function and the ways they’re used for. On the second chapter all the theory ‘elements’ describing the way an optical filter functions are presented. Specifically, there’s a description of some basic theory background while there’s also a mathematical analysis on certain and crucial points. On the third chapter, the results of theoretical models obtained by using simulations can be found. These were performed in order to evaluate the best combination of materials and material thickness that result in maximum absorption of light. On the fourth chapter, there’s a reference to the results of optical filters that were fabricated in the lab, while there’s also a reference to the conclusions extracted. Based on this research, the importance of careful design of an optical filter (because of its great sensitivity) becomes obvious, as small changes in the thicknesses of the materials, result in completely different filters regarding the wavelength of absorption.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Οπτικά φίλτρα, Κύματα και φως, Μοντέλο Lorenz, Drude και Drude-Lorenz
Θεματική κατηγορία
Φίλτρα, Οπτικά
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Όνομα επιβλέποντος
Λοιδωρίκης, Ελευθέριος
Εξεταστική επιτροπή
Λοιδωρίκης, Ελευθέριος
Παναγιωτόπουλος, Ιωάννης
Παπαγεώργιου, Δημήτριος
Παναγιωτόπουλος, Ιωάννης
Παπαγεώργιου, Δημήτριος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Βιβλιογραφία: σ. 54-58
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
58 σ.