Üç Boyutlu Faz Hologram Uygulamaları İçin Foto-Termo-Refraktif Camların Geliştirilmesi ve Karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Orhan Kıbrıslı
Danışman: Ali Erçin Ersundu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Mor ötesi bölgede ışığa duyarlılık, yüksek görünür bölge ve yakın kızılötesi geçirgenliği, kimyasal kararlılık, mekanik dayanım ve işlenebilirlik, kolay, ucuz ve her boyutta üretilebilirlik, sıcaktan etkilenmeyen kırılma indisi ve yüksek optik zarar eşiği sayesinde yüksek güç lazer ışımalarından etkilenmeyen yapısı ile foto-termo-refraktif (FTR) camlar, fotonik uygulamaları için yüksek kullanım potansiyeline sahiptir. Holografik veri kayıt malzemelerinin ideal holografik kayıt malzemesinden beklenen özellikleri karşılayamaması, holografik veri kayıt teknolojisinin gelişmesinin önündeki en büyük engellerden birisidir. Foto-termo-refraktif camlar sahip oldukları üstün özellikler sayesinde ideal bir holografik veri kayıt malzemesi olmaya aday konumdadır. Literatürde foto-termo-refraktif camların çeşitli fotonik uygulamalarda kullanımına yönelik kapsamlı araştırmalar bulunmakta olup; veri depolamaya yönelik kullanımları incelenmemiştir. Bu tez çalışmasında foto-termo-refraktif camların ısıl, optik, faz ve mikroyapısal özellikleri incelenerek holografik veri kayıt malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Foto-termal prosesin değişkenleri olan UV pozlama ve ısıl işlem koşullarının foto-termo-refraktif camların optik, ısıl, fiziksel, faz ve mikroyapısal özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla ergitme döküm yöntemi ile üretilen FTR cam numunelere farklı UV pozlama ve ısıl işlem parametreleri ile foto-termal proses uygulanmıştır. Elde edilen numunelerin optik, ısıl, faz ve mikroyapı karakterizasyonları gerçekleştirilmiş ve ölçülen yoğunluk değerleri kullanılarak molar hacim (VM), oksijen molar hacim (VO) ve oksijen paketlenme yoğunluğu (OPD) değerleri hesaplanmıştır. Döküm sonrası numunenin ısıl analizinden elde edilen veriler ile foto-termo-refraktif camların cam geçiş sıcaklığı (Tg), kristalizasyon onset sıcaklığı (Tc) ve kristalizasyon pik sıcaklığı (Tp) belirlenmiştir. Foto-termal proses sonrası gerçekleşen kırılma indisi değişimi elipsometrik ve interferometrik yöntemler ile belirlenmiştir. SEM ve XRD teknikleri ile foto-termal proses sonrası yapıda oluşan NaF kristalitlerinin faz ve mikroyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. 550 °C sıcaklıkta ön çekirdeklendirilen foto-termo-refraktif cam numunenin kinetik incelemeleri 10, 20 ve 40 °C/dk ısıtma hızları ile, diferansiyel termal analiz cihazında, izotermal olmayan yöntem ile gerçekleştirilmiştir. Bu bilgiler ışığında Avrami sabiti (n) ve kristalizasyon aktivasyon enerjisi (EA) değerleri hesaplanmıştır. Foto-termal proses sonucu NaF kristalitlerinin cam matris içerisinden oluştuğu tespit edilmiştir. Artan UV pozlama süresi, ısıl işlem sıcaklığı ve ısıl işlem süresi ile NaF kristalitlerinin boyutlarının arttığı gözlemlenmiş ve bunun sonucunda kırılma indisi değişiminin 10-2 seviyelerinde olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar değerlendirildiğinde, foto-termo-refraktif camların kalıcı kırılma indisi değişimi özelliği göstermeleri nedeniyle umut vaat eden bir holografik veri kayıt malzemesi olduğu görüşüne varılmıştır.