Ultra-low-level absorption measurement of ion assisted electron beam deposited optical thin films by photothermal common-path interferometry
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mikro Ve Nanoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YUSUF KASAP
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Alpan Bek
Eş Danışman: Tahir Çolakoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez, iyon ışını püskürtme yöntemine kıyasla düşük emilime sahip ince filmlerin üretimi için alternatif bir biriktirme tekniği olarak iyon destekli elektron ışını biriktirmeyi araştıracaktır. İyon ışını püskürtme yöntemiyle yapılan üretimlerde boyutsal ve geometrik kısıtlamaların mevcut oluşu, bu sınırlamaları aşacak alternatif bir biriktirme yönteminin oluşturulması hedeflenmektedir. Temel amaç, yakın kızıl ötesi bölge için yüksek kaliteye sahip optik ince film kaplamaların üretiminde her iki biriktirme tekniğinin araştırılması ve karşılaştırılmasıdır. Bu araştırmanın temeli, biriktirilen ince filmlerin karakterizasyonu için fototermal ortak-yol interferometrisinin birincil ölçüm tekniği olarak kullanılmasıdır. Çalışma, özel olarak tasarlanmış bir fototermal ortak-yol interferometrisi kurulumunun titiz montajı ve kalibrasyonu ile başlamaktadır. Bu kurulum, 1064nm dalga boyundaki son derece hassas lineer emilimi ölçmek üzere kurulmuş olup, test sisteminin çalışma prensibi uzaysal olarak çözümlenmiş pompa-prop tekniğine dayanmaktadır. Bu sebeple, yüksek hassasiyetlerdeki ölçümler için test sisteminin her bileşeninin karakterize edilmesi önem taşımaktadır. Kalibrasyon prosedürleri, sistemin doğruluğunun kütlesel ve yüzey kalibrasyon örnekleri üzerinden doğrulanmasını içerir. Sistem konfigürasyonunun dikkatlice tasarlanmasının ardından, fototermal ortak yol interferometri test sisteminin kütlesel örneklerde 1 ppm'den az ve yüzey emilim ölçümlerinde 0.1 ppm'ye kadar ulaşabilmektedir. Sonraki bölüm, iyon destekli elektron ışını biriktirme ve iyon ışını püskürtme ile üretilen optik ince filmlerin uygulamaları içermektedir. Bu noktada, yüksek spektral performansları ve optik özellikleri nedeniyle yüksek ve düşük kırıcılık indislere sahip sırasıyla Ta2O5 ve SiO2 malzemeleri seçilmiştir. Her iki malzeme he iki biriktirme tekniği ile üretilmiştir. Optimize edilmiş biriktirme parametreleri ile, Ta2O5 ve SiO2 katmanlarının sıralanması ile oluşan antireflektif ve yüksek yansıtıcı çok katmanlı dielektrik kaplama tasarımları üretilmiştir. Biriktirilen ince filmlerin emilimleri, her iki biriktirme tekniği ile birkaç ppm'ye kadar düşebileceği belirlenmiştir. Ayrıca, ısıl işlemin her iki teknikte de emilimi büyük ölçüde azalttığı gösterilmiştir.