Coupled surface plasmon structures and applications

Yüzey plazmon yapıları kendilerine has karakteristik özelliklerinden ötürü sonyıllarda fizik ve mühendislik dalında her gün daha fazla ilgi toplayan bir konuoldu. Bu tezde biz, öncelikle ızgaralı kuplaj metoduyla yüzey plazmonlarınınuyarılması, bu plazmon yapılarının da sensör ve filtre uygulamaları olarakkullanılışı üzerine yaptığımız çalışmaları sununuyoruz. Izgaralı kuplaj metodundabaşlangıç malzemeleri olarak optik diskleri kullandık. Bu disklerin yüzeyyapılarını basit fiziksel ve kimyasal metodlarla modifiye ettik. Sonrasında buyüzeylere yeterli miktarda metal kaplamak suretiyle keskin rezonans figürlerielde ettik. Izgaralı kuplaj yönteminde spektrum hem ızgara periyoduna hem deelektromanyetik dalganın geliş açısına bağlı olduğu için dalgaboyu olarak 260nm'den 2.7 um'ye kadar uzanan geniş bir yelpazede çeşitli rezonanslar yakalayabildik.Hemen akla gelebilecek bir uygulama olarak da ürettiğimiz bu yapılarısulu ortamda kırılma indisi ölçümü uygulamalarında kullandık.Ayrıca, bu tezde optik diskleri kullanarak yaptığımız yüzey plazmon uyarımıüzerine çalışan bir geçirim filtresi de gösteriyoruz. Bu filtreden aldığımızölçümlerde oldukça keskin geçirim spektrumları elde ettik, öyle ki 100'e kadarvaran kalite faktörlerine ulaşabildik. Böylece dalgaboyu ve polarizasyona bağlıolarak değişkenlik göstererek çalışan bir optik filtre uygulamasını ortaya koymuşolduk. Bu geçirim spektrumumuz görünür dalgaboylarından yakın kızılötesidalgaboylarına kadar uzanmaktadır. İstediğimiz dalgaboyunu geliş açısınıdeğiştirerek ayarlayabiliriz. Nümerik hesaplarımız da yaptığımız ölçümlerimizlegayet uyumlu sonuçlar vermektedir. Bu çalışmamızın ileride kullan-at tarzındafiltre ya da polarizör benzeri optik öğeler olabileceğini göstermesi açısından önemarz ettiğini düsünüyoruz.Asıl iş olarak ızgaralı plazmon yapılar üzerine çalışmamıza rağmen, bir yandanda prizmalı kuplaj metodundan başlayarak metal yalıtkan metal (MYM)dalgakılavuzu yapılarının elektromanyetik olarak incelenmesi üzerine minörçalışmalar yaptık. Bu çalışmalarımızda iki metalli plazmonik sistemlerin spektrumolarak tek metalli normal sistemlerden farkını inceledik ve sonuç olarakspektrumda ciddi bir ayrışma gözlemledik. Bu ayrışma sonucu oluşan farklı modlarında farklı elektrik alan dağılımlarını yansıttığını FDTD metoduyla gösterdik.Bu dağılımlara dayanarak da metal yüzeyler arasında bir plazmonik kuvvetöngördük.Anahtar Kelimeler: Yüzey Plazmonları, Izgaralı Kuplaj, Optik Diskler, Filtre,Prizmalı Kuplaj, MYM Dalgakılavuzu, Mod Ayrışımı, Plazmonik Kuvvet.