Time domain terahertz attenuated total internal reflection spectroscopy

Bu tezde, Terahertz frekansında yüksek soğurucu özellikler gösteren ve bundan dolayı diğer yaygın olarak kullanılan geçişli teraherz spektroskopi tekniklerini etkisiz kılan materyalleri zararsız (yıkıcı olmayan) bir şekilde incelemek için Azalan Toplam İç Yansıma prensibini temel alarak bir Zamana Dayalı Terahertz Spekstroskopi sistemi kurulmuştur. Sistemin örneksiz ölçüm yanıtı ve örnekli ölçüm yanıtı karşılaştırıldığında kullanılan örneklerin kırıcılık indislerinin gerçek ve sanal kısımları dolayısıyla zaman ve büyüklük ölçeklerinde farklılıklar oluşmaktadır. Zamana ve frekansa dayalı bir dizi sinyal işleme ve matematiksel hesap serisinin ardından örneklerin optik özellikleri elde edilmiştir. THz sinyali iki InGaAs fotoiletken anten vasıtası ile üretilmiş ve tespit edilmiştir. Sistem bant genişliği 1 THz olarak ölçülmüştür. Üretilen THz ışını eksendışı parabolik aynalar ile yönledirilmiş ve bir Silikon (Si) prizmanın içerisine doğru, prizma tabanında iç yansıma elde edecek şekilde odaklanarak gönderilmiştir. Işının prizma tabanına geliş açısı 51.6 derecedir. Tabanda odaklanan ışığın odak nokta çapı 4 mm olarak ölçülmüştür. Sistemin etkinliğini ölçmek için elektromanyetik spektrumun THz bölgesinde istisnai derecede yüksek soğuruculuk gösteren su incelemiş ve sonuçları sunulmuştur. Ek olarak, Ankara Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi tarafından hazırlanan ve içlerinde farklı lezyonlar barındıran ağız doku örnekleri de THz-ATR tekniğinin yüksek oranda su içeren biyolojik örneklerin analizindeki performansını değerlendirmek amacıyla incelenmiştir. Sonuç olarak, bu sistem kullanılarak yüksek soğurucu özellikler gösteren su ve su içeren diğer materyallerin de terahertz frekansında zaman ve frekans uzayı analizi ile optik karakerizasyonunun yapılabileceği gösterilmiştir.