Yazar: YALÇIN ERDOĞAN
Danışman: Doç. Dr. ERHAN AKMAN
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 522365
Karbon fiber katkılı kompozitler (CFRC-Carbon Fiber Reinforced Composites) olağanüstü dayanıklılıkları, düşük yoğunlukları gibi özeliklerinin getirdiği avantajlar sebebiyle havacılık veya otomotiv sektöründe çok fazla tercih edilen kompozit malzemeler arasındadır. İhtiyaca göre havacılık, askeri uygulamalar, türbinler, otomotiv, tıbbi ve spor malzemeleri gibi farklı sektörlerde kullanıl alanları her geçen gün artmaktadır. Kompozit parçaların kullanılacakları uygulama büyük ve karmaşıksa genellikle birden fazla parçanın birleştirilmesi ile üretilirler. Eklemler doğal olarak yapının en zayıf kısmıdır ve bu nedenle tasarımda eklemlerin imalatı çok önemlidir. Karbon fiber kompozitlerinin birbirlerine bağlanması işlemi birçok zorlukları beraberinde getirmektedir. Mekanik bağlantılar yük taşıyıcı görevini üstlenen fiberlere zarar vermekte ve birleştirme noktalarında yüksek gerilme yığılmalarının oluşmasına neden olmakta ki bu da birleştirmenin beklenenden daha düşük bir yükte hasarlanmasına sebep olmaktadır. Bu noktada alternatif bir teknik olarak kabul edilen yapıştırma ile birleştirme mekanik bağlantı yöntemlerine göre, hafifilik, sızdırmazlık, korozyon ve maliyet gibi avantajlar sunmaktadır. Adhezif yapıştırma prosesinde bağlanma kalitesini belirleyen belki de en önemli faktör malzeme yüzeyidir. Güçlü ve dirençli bir yapışma bağlantısı sağlamak için yapıştırıcı ve malzeme arasında iyi bir adezyon sağlanmalıdır. Bu durum yapışma öncesi kompozit yüzeylerin işlenmesi ile gerçekleştirilir. Yüzeylerde yapılacak ön işleme, yüzeydeki zayıf sınır tabakalarını kaldırır, yüzey enerjisini değiştirir ve yüzeyin mikrotopografik yapısını geliştirir. Geleneksel yöntemlere alternatif olarak ortaya çıkan lazer ile yüzey işleme, karbon fiber katkılı kompozitlerin işlenmesinde kullanım potansiyeli olan bir tekniktir. Günümüz lazer teknolojilerinin geldiği noktada, lazer demetinin yüzeye aktardığı ısı miktarı atım süresi, atım enerjisi ve tekrarlama oranı olmak üzere birçok farklı parametre ile kontrol edilebilmektedir. Bunlara ek olarak malzemelerin lazer dalgaboyuna verdiği tepkide farklılık göstermektedir. Bu durum yüzeylerin başka hiçbir teknik ile mümkün olamayacak hassaslıkta işlenebilmesine imkan sağlamaktadır. Bu çalısmada Karbon Fiber Katklı Kompozitlerin adhezif yapışma için yüzey temizleme işlemi infrared ve ultraviyole bölgesinde ışıma veren farklı özeliklerdeki lazerler ile gerçekleştirilmiştir. Lazer parametrelerinde gerçekleştirilen değişimler ile dayanım arttırılmıştır. Üretilen yüzeylerin mekanik ve spektroskobik analizleri ile yapışmaya uygunluğu yapıştırma sonrası gerçekleştirilen tekil bindirme çekme testleri ile karşılaştırmalı olarak belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Karbon Fiber Katkılı Kompozit Malzemeler Lazer ile Yüzey İşleme Yapıştırma ile Birleştirme
Yazar: MEHTAP TÜRKMEN
Danışman: Prof. Dr. ERSİN KAYAHAN
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kompozit malzemeler = Composite materials ; Kompozit polimerler = Composite polymers ; Kompozitler = Composites ; Lazerle delme = Laser drilling ; Lazerler = Lasers
Tez No: 521829
Cam elyafı silika, kolemanit, alüminyum oksit, soda gibi malzemelerden üretilir. Bu hammaddeler cam fırınlarında yüksek sıcaklıkta harman edilerek basınç altında mikron seviyesinde ki küçük deliklerden akıtılarak cam elyafı üretimi yapılır. Cam elyafı, elyaf takviyeli polimerik kompozit üretiminde en çok kullanılan elyaf çeşididir. Mukavemeti oldukça yüksektir. Isıl dirençleri oldukça düşüktür. Kimyasal malzemelere karşı dirençlidirler. Nem absorbe etme özelliği yoktur. Elektrik iletkenliği yoktur. Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzemeler, takviye malzemesi ve taşıyıcı olarak kullanılan reçinenin (matriks) birlikte kalıplanması yöntemiyle elde edilmektedir. Bu kalıplama işlemi birçok farklı şekilde yapılmaktadır. Bu kalıplama işleminde önemli olan cam elyafı ile matriksin uygun şekilde ıslatılabilmesidir. Bu kalıplama işleminde matris; kuvvetin elyafa iletilmesi ve düzgün dağılım sağlanması, liflerin ortamın etkilerinden ve darbelerden korunması, kompozit malzemenin tokluğunun arttırılması ve malzemelerde oluşan çatlak, kırılma vb. engellenmesi görevi üstlenmektedir. Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit malzeme mukavemeti yüksek, oldukça hafif olmasından dolayı havacılık, uzay teknolojisi, otomotiv, gıda, inşaat, eğlence, teknoloji vb. birçok sektörde kullanılmaktadır. Cam elyaf takviyeli polimerik kompozit üretiminde, kalıplama işlemi sonrası fazlalıkların kesilmesi, parçanın üretim prosesi gereği tesviyesi, mekanik olarak yapılmaktadır. Bu durum yüksek maliyet, zaman kaybı oluşturmakta ve hata oranlarını arttırmaktadır. Bu çalışmada lazer kullanarak kesme ve delme işlemleri yapılmıştır. Optimum lazer parametreleri, kesme hızları belirlenmiştir. Farklı renklerde 5 mm kalınlığındaki cam elyaf takviyeli polimerik kompozit plakalar Nd:YAG lazerleri kullanılarak kesme ve delme çalışmaları başarıyla gerçekleştirilmiş ve optimum lazer parametreleri belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Cam Elyafı Cam Elyaf Takviyeli Polimerik Kompozit Lazerli Delme Lazer Kesim Nd:Yag Lazerleri
Yazar: ELİF KARA
Danışman: Doç. Dr. ERSİN KAYAHAN
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 474062
Bu çalışmanın amacı, yüksek (17-22 km) irtifada konumlanan, havadan hafif (zeplin, balon vb.) ve/veya havadan ağır (insansız hava araçları, vb.) platformlar üzerinde çalışabilen bir kızılötesi görüntüleyicinin optik tasarımını yapmaktır. Optik tasarımdan önce, kavramsal temeller hakkında bilgi verilmiş ve optik sistemi sınırlayacak kızılötesi kaynak, atmosferik geçirgenlik, dedektör ve kızılötesi bölgede kullanılabilecek optik malzemeler ve yüksek irtifa çalışma ortamının getirdiği gereksinimler incelenmiştir. ZEMAX optik tasarım programı kullanılarak Cassegrain türü optiksel bir kamera tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımın optik analizlerle performansı incelenmiştir.
Yazar: MUHAMMAD IRFAN
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 436225
Holmium lazer tıp alanında böbrek ve mesane taşlarının parçalanması gibi uygulamaları bulunmaktadır. Holmium lazerin dalgaboyu önemli bir soğurma katsayısı ve su içinde düşük penetrasyon derinliği olan 2.1 µm, bu nedenle bir çok medikal uygulama için bu lazerin kullanımı kaçınılmazdır. Tüm bu benzer uygulamalar düşük tekrarlama oranlarında yüksek enerji lazer atışlarını gerektirmektedir. Bu çalışmada, 20W Ho: YAG lazer sistemi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir.. Ho: YAG lazer sistemi güç kaynağı, lazer tasarımı ve soğutma sisteminden oluşur. Güç sürücüsü 1-20Hz arasında lazer sistemini sürme kapasitesine sahip, 0.2-3ms arasındaki değişken darbe süresi şekilde tasarlanmış ve uygulanmıştır. Kaynamaya (simmer) devre ile entegre paralel tetikleme tekniği flaş lambasının iyi çalışması için uygulanmıştır. Flaş lamba sürücü 625 ve 880V DC gerilim seviyeleri için özelleştirilmiş. Ho: YAG lazer rezonatör tasarlanmış ve uygulanmıştır. Bu lazer 20 Hz kadar farklı tekrarlama oranları ile çalıştırıldı. Optimum çalışma böbrek taşı için yeterli olan darbe başına 2 J lazer enerjisi ile 5 ve 10 Hz'de elde edildi. 20W lazer gücü 10 Hz tekrarlama oranında ölçülmüştür. Lazer darbe süresi tamamen flaş lambası akım darbesine bağımlıdır. Böylece değişken lazer darbe süresinde değişken flaş lambası mevcut darbe süreleri gözlendi. Bununla birlikte kazanç ortamının soğutması, aynı zamanda, lazerin verimliliğinde önemli bir kuraldır. Bu lazer istenildiği taktirde su-hava soğutma ünitesi ile yerine getirilebilen oda sıcaklığında çalışabilir olmasına rağmen, bu sistemi istenilen koşullarda su-su soğutma ünitesinde çalıştırmak için kapasite lazer boşluğundan saniyede 2kW ısıtıcı kaldırmak için dizayn edildi. Bu lazerin gelişmiş başlıca amacı litotripsi (böbrek taşları parçalanma) için kullanılmasıdır. Lazer ışını dağıtım sistemi ile birlikte deney düzeneği suda böbrek taşlarını kırmak için dizayn edilmiştir. Taş parçalanması, termal ağırlıklı foto ve şok dalgası yerine bir termal sondaj işlemi içerir. Son olarak, Holmium lazerin tüm aşamaları tasarlanmış ve başarıyla uygulanmıştır. 10 Hz tekrarlama oranı 20W Lazer gücünde elde etti. Hasta dışında (in vitro), böbrek taşı parçalanma deneyi tasarlanmıştır ve böbrek taşında parçalanma gözlenmiştir.
Yazar: ECEM ÇERKEZOĞLU
Danışman: Dr. Öğr. Üyesi ERHAN AKMAN
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 436226
Metallerin lazer ile markalanması endüstride ürünleri tanımlamak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Baskı, emülsiyon kaplama ve elektrokimyasal işlem gibi geleneksel yöntemlerin aksine lazer ile markalama; yüksek oranda tekrarlanabilme, temassız ve hızlı işlem gibi avantajlar sunmaktadır. Titanyum, vanadyum ve bakır gibi malzemeler üzerinde yapılan çalışmalar, markalama esnasında yüzeyde oluşan oksit tabakasının etkisi ile renkli yüzeylerin elde edilebileceğini göstermiştir. Oksit tabakasının kalınlık, kırılma indisi vb. özelliklerinde yapılan kontrollü değişimler ile farklı renklerde yüzeyler elde edilebilmektedir. Temelde bir ısı enerjisi kaynağı olan lazerin başka hiçbir yöntemde olmayan biçimde malzemeye aktardığı ısının kontrol edilebilmesi, lazeri; renkli markalama uygulamalarında çok kullanışlı hale getirmektedir. Bu tez çalışmasında, kısa atım süreli (nanosaniye) fiber lazer kullanılarak Titanyum Grade 2 alaşımı üzerinde lazer tarama hızında meydana getirilen değişimler ile farklı renklerde yüzeyler elde edilmiştir. Elde edilen renklerin optik özellikleri yansıma spektrumları ile belirlenmiştir. Yüzeylerde oluşan oksit tabakaların kompozisyonel içerik analizi XPS ve XRD ile gerçekleştirilmiştir.Ayrıca mikro çiziklerin markalanan yüzeylere gündelik kullanımdaki etkisinin belirlenebilmesi için mikro çizik testi gerçekleştirilmiştir.
Yazar: ARZU ALTINPINAR
Danışman: Prof. Dr. ELİF KAÇAR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 423768
Raman spektroskopisi, ışığın saçılmasına dayanan moleküler spektroskopik bir tekniktir ve katı, sıvı, gaz numunelerin analizleri için kullanılır. Yüzeyi genişletilmiş Raman spektroskopisi (SERS) ise, Raman spektrum şiddetini artırmak için metal nanoparçacık kullanarak geliştirilen bir Raman spektroskopi çeşitidir. Bu çalışmada Kocaeli Körfezi'nden alınan deniz suyu ve kimyasal bir bileşen olan Sudan III numunelerinin analizleri SERS tekniği kullanılarak gerçekleştirildi. Deneyler sırasında kullanılan altın (Au) nanoparçacıklar lazer aşındırma tekniği ile üretildi ve bu teknik ile üretilen nanoparçacıkların SERS deneylerinde kullanılabilirliği incelendi. Geliştirilen SERS tekniği ile deniz sularının Raman spektrumlarındaki şiddet değişimleri incelendi. Aynı numuneler, Raman sonuçlarını destekleyici Kızılaltı spektroskopisi (IR) ile analiz edildi ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Kimyasal organik bir bileşen olarak nitelendirilen Sudan III numunesi farklı sanayi alanlarında renklendirici olarak kullanılmaktadır ve doğaya karışması sonucu ciddi çevresel problemlere yol açmaktadır. Bu nedenle incelenmesi çevresel açıdan önemli olan Sudan III molekülünün toz halde ve çözelti halinde SERS uygulamaları gerçekleştirildi ve elde edilen sonuçların analizleri yapıldı. Körfez bölgesi deniz tabanından alınan sediment numuneleri de çevresel açıdan Raman spektroskopisi ve lazerle oluşturulan plazma spektroskopisi (LIBS) ile incelendi.
Yazar: TUBA İKİER
Danışman: Doç. Dr. ELİF KAÇAR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 354570
İmplant malzemelerin yüzey topografisini değiştirmek hücre-implant etkileşiminde önemli rol oynamaktadır. Bu tezde, implant malzeme olarak kullanılma potansiyeline sahip Al2O3 kaplı cam slaytların ve Titanyum plakların yüzeyleri lazerle yapılandırılmıştır. Bu yüzeyler iki farklı yöntem kullanılarak yapılandırıldı. İlk olarak, Ti-Safir lazer ve Nd:YAG lazer kullanılarak Al2O3 kaplı cam slaytların yüzeyi matris formunda spotlar halinde yapılandırıldı. Elde edilen yüzeylerin analiz sonuçları değerlendirildiğinde, hem kaplaması zarar görmemiş hem de istenen nano ve mikro yapıları barındıran lazerle işlenmiş yüzey seçildi. Bu yüzeyler üzerine İnsan göbek bağı endotel (HUVEC: Human umbilical vein endothelial cell) hücreleri ekildi ve davranışları incelendi. İkinci olarak; Michelson interferometre sistemi ve 532 nm dalga boylu nano-saniye Nd:YAG Lazer kullanılarak geliştirilen iki-ışın girişim yöntemi ile periyodik yüzey yapıları üretilmiştir. Al/Al2O3 iki-fazlı malzeme üzerinde oluşturulan bu saçakların periyotları kolaylıkla kontrol edilebilir. Farklı periyotlara sahip yüzeyleri içeren numuneler üzerine HUVEC hücreleri ekilerek işlenmiş ve işlenmemiş yüzeylerde hücrelerin davranışı incelenmiştir. İşlenmemiş yüzeyler ile karşılaştırıldığında, HUVEC hücrelerinin periyodik yapılar içeren yüzeylere daha iyi tutunduğu gözlenmiştir. Aynı yöntem ile Titanyum üzerinde de periyodik yüzeyler oluşturulmuştur.
Anahtar Kelimeler: Hücre - İmplant Malzeme Etkileşimi İki Işın Girişim Tekniği Lazer İle Yüzey İşleme Periyodik Yüzey Yapıları
Yazar: MESADET ASUMAN SINMAZ
Danışman: Dr. Öğr. Üyesi BELGİN GENÇ ÖZTOPRAK
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Arkeometri = Archaeometry ; Lazer spektroskopisi = Laser spectroscopy
Tez No: 372704
Lazerle oluşturulan plazma spektroskopi (LIBS) tekniği arkeolojik numunelerin analizinde tercih edilen bir tekniktir. Bu çalışmada, ince film ve arkeolojik numunelerin analizleri Kocaeli Üniversitesi Teknoparkı BEAM Ar-Ge şirketinde yerli olarak üretilen BAKİ-LIBS sistemi kullanılarak gerçekleştirildi. Mıknatıssal saçtırma tekniği ile cam alttaş üzerine üretilen çok katmanlı CZTS ince film numunelerinin element ve derinlik analizleri yapıldı. İnce film yüzeyinden tek atım uygulanarak alınan LIBS ölçüm sonuçlarından derinliğe göre element değişimi incelendi. Kültürel miras olarak nitelendirilen arkeolojik seramiklerin sır analizleri, boya analizleri ve kil analizleri üzerine LIBS uygulamaları gerçekleştirildi ve sonuçları sunuldu. Sır analizlerinde, İslam ve Bizans kültürlerine ait seramiklerin sır yapısındaki benzerlikler ve farklılıklar sunuldu. Boya analizlerinde, seramik yüzeyindeki yeşil ve kahverengi boya yüzeyinden alınmış LIBS ölçümleri sonucunda renge göre değişen spektrokimyasal analizlerin sonuçları verildi. Kil analizlerinde ise, ampirik olarak farklı kil yapısında tanımlanan frit, kireçli frit ve kırmızı toprak üretiminden yapılmış seramiklerin kil yapısındaki farklılıklar sunularak, PCA ve PLS-DA kemometrik sınıflandırma yöntemleri kullanarak killerin sınıflandırma işlemi gerçekleştirildi.
Yazar: PINAR DEMİR
Danışman: Doç. Dr. ELİF KAÇAR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 360871
Gelişen teknolojiyle lazerler günümüzde endüstri, sağlık gibi çeşitli alanlarda lazerle aşındırma sürecine dayanan birçok uygulamada kullanılmaktadır. Bu uygulamaların kontrol edilebilmesi ve geliştirilebilmesi için lazer-malzeme etkileşimi sırasında meydana gelen ısınma, erime ve buharlaşma süreçlerinin detaylı olarak araştırılması gerekir. Bu tez kapsamında lazerle malzeme etkileşimini içeren farklı uygulamalar için lazerle aşındırma işleminde meydana gelen ısıl süreçler sayısal ve deneysel olarak incelendi. Tez çalışmasında Gauss formunda şiddet dağılımına sahip nanosaniye süreli bir lazer demetinin bir metal yüzeye uygulanması sürecinde lazer demeti ile katı malzemenin etkileşimi sırasında meydana gelen ısınma, erime ve buharlaşma süreçlerini sayısal olarak incelemek için matematiksel bir model ele alındı. Ele alınan matematiksel model kullanılarak farklı uygulamalar için lazerle aşındırma işleminde meydana gelen ısıl mekanizmalara bir öngörü sağlamak amacıyla hesaplamalar gerçekleştirildi. Deneysel ve sayısal sonuçların lazerle aşındırma işlemi için ısı iletiminin incelenmesine ışık tuttuğu ve yüzey buharlaşmasından kaynaklanan malzeme aşınımı için bir tahmin verebildiği sonucuna varıldı.
Anahtar Kelimeler: Isı İletimi Lazerle Aşındırma Lazerle Malzeme Etkileşimi Matematik Modelleme
Yazar: OĞUZHAN KARA
Danışman: Doç. Dr. ÖZCAN GÜNDOĞDU
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 342551
Bu tez çalışmasında merkez dalgaboyu 1050 nm olan 33 fs darbelere sahip Yb fiber optik frekans tarağı üreticisi tasarlanarak üretildi ve 600 – 1600 nm aralığında üretilen lazer tarakları frekansı Cs atomik saatinin referans 10 MHz frekansına kilitlendi. Yb tarak sisteminde optik osilatör olarak kullanılmak amacıyla farklı parametrelere sahip tam normal dispersiyonlu (ANDi), anormal dispersiyonlu, similariton ve spektrumu gerilimli similariton lazerleri geliştirilerek ışımanın darbe genişliği, spektrumu, faz ve şiddet gürültüsü araştırıldı. Güçlendirilmiş lazer darbeleri kırınım ağı ile sıkıştırılarak analiz edildi ve daha sonra PCF içine gönderilerek 600 – 1750 nm aralığından geniş spektrumlu lazer ışınımları (supercontinuum, SC) üretildi. Burada SC ısınımın spektral genişliğini etkileyen faktörler (merkez dalgaboyu, darbe genişliği, PCF uzunluğu ve tipi, ısıma polarizasyonu) araştırıldı, simülasyon ve deney sonuçları karsılaştırıldı. Farklı şartlarda üretilen SC ışınımının Nd:YAG lazeri ile vuru sinyali ve ω - 2ω optik interferometresinde algılanan “ofset” vuru sinyali ölçülerek SC spektrumunun koherentligi araştırıldı.
Anahtar Kelimeler: Femtosaniye tarak frekans kilitlemesi mutlak optik frekans ölçümü optik frekans üretec Yb fiber lazer
Yazar: MURAT GÜNEŞ
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektro-Optik Sistem Mühendisliği Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 342550
Bu çalışmada Raman spektroskopisinin 532 nm ve 785 nm dalgaboyunda lazer kaynakları kullanılarak gerçekleştirilmesi ve tıbbi alanda uygulamalarının yapılması amaçlanmıştır. Raman spektrometresinin optik tasarımı yapıldıktan sonra dalgaboylarına ayrıştırılan numuneden saçılmış ışın, CCD dedektör ile algılanmış ve hazırlanan yazılımla işlenmesi sağlanmıştır. Yazılım tamamen Türkçe arayüzlü olup C# programlama dili ile yazılmıştır. Raman spektrometresinde, diğer spektrometrelerden farklı olarak, CCD dedektörle algılanması gereken saçılmış ışın taban gürültüsünden ayrıştırılamayacak kadar zayıf olduğu için CCD dedektörün kontrollü bir şekilde soğutulması ve ölçüm süresince soğuk kalması sağlanmalıdır. Bu amaçla TEC (Thermo Electric Cooling) ve mikrodenetleyici kullanılarak bir sıcaklık kontrol ünitesi tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Sistemin mekanik aksamının modellenmesi SolidWorks yazılımında yapılmış ve daha sonra mekanik aksam üretilmiştir.
Yazar: BELGİN GENÇ ÖZTOPRAK
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Analitik analiz = Analytical analysis ; Bakır alaşımları = Copper alloys ; Böbrek taşları = Kidney calculi ; Sınıflandırma = Classification
Tez No: 323161
Lazerle oluşturulan plazma spektroskopisi (LIBS) endüstriyel ve biyolojik malzemelerdeki elemental bileşiminin spektral ölçümüne olanak verir. Yüksek çözünürlükte çok kanallı spektrometre ve spektral analiz kısmı tasarlanarak malzeme analizine yönelik tasarlanan BAKİ-LIBS sistemi Kocaeli Üniversitesi Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi'nde (LATARUM) yerli bir cihaz olarak geliştirildi. Bu doktora tezinde, LIBS'in endüstriyel bir uygulaması olan bakır metallerin lazer ile kaynak edilmesindeki verimliliği arttırmak için eklenen stellite 6 tozunun bakır metali içindeki elemental bileşimi ve difüzyonu belirlendi. Bakır metallerin lazerle kaynak edilen bölgedeki elementler ve stellite 6 tozunun nüfuz ettiği derinlik yüksek çözünürlükte çok kanallı CCD spektrometre ve nanosaniye (ns) Nd:YAG lazer kullanılan BAKİ-LIBS sistemi analizi ile belirlendi. Biyolojik bir uygulama olan böbrek taşları da BAKİ-LIBS ile analiz edildi. bileşimindeki elementlerin analizi ve böbrek taşı sınıflandırma çalışmaları element oranı, PCA ve PLS-DA metodları kullanılarak gerçekleştirildi. Heterojen yapıdaki farklı tipteki böbrek taşlarının bileşiminde bulunan elementlerin çizgi yayınımı karakteristikleri taşların farklı noktalarından belirlenerek, elementlerin uzaysal dağılımları incelendi. Böbrek taşlarının sınıflandırılmasında C, H, Ca, Mg, ve P elementlerinin spektral çizgi şiddet oranları kullanıldı. Organik bileşenli böbrek taşı tiplerinin belirlenmesi için en önemli faktörün hidrojenin karbona oranı (H/C) olduğu sonucuna varıldı. Farklı tipte böbrek taşlarını sınıflandırarak için ayrıca temel bileşenler analizi (PCA) ve kısmi en küçük kareler ayrıştırma analizi (PLS-DA) gibi geniş bir spektral bölgede çok değişkenli sınıflandırma ve ayrıştırma teknikleri de kullanıldı. Böbrek taşlarının sertliği mekanik Vickers testi ile ölçüldü ve elde edilen sonuçların Mg II/Mg I spektral çizgi şiddet oranları kullanılarak gerçekleştirilen BAKİ-LIBS sertlik testi ile çok iyi uyum sağladığı sonucuna varıldı.
Anahtar Kelimeler: Derinlik Analizi LIBS Malzeme Analizi Sertlik Analizi Sınıflandırma
Yazar: ERHAN AKMAN
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyomalzemeler = Biomaterials ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Lazerler = Lasers ; Nano yapı = Nano structure ; Nanopartiküller = Nanoparticles
Tez No: 323163
Lazer ile malzeme arasındaki etkileşmenin, malzemenin özelliklerinde diğer araçlarla elde edilemeyen kalıcı değişimlere neden olduğu bilinmektedir. Son yıllarda çok kısa atım uzunluğuna (femtosaniye) sahip Ti:Safir lazerlerin gelişimiyle lazerle mikro/nano işlemeye olan ilgi daha da artmıştır. Lazerler kullanılarak malzeme yüzeylerinde oluşturulan mikro ve nano yapılar ile işlevsel yüzeylerin elde edilmesi ve bu yüzeylerin biyolojik uygulamaları son dönemde üzerinde yoğun araştırmalar gerçekleştirilen çalışmalar arasındadır. Bu araştırmaların ana hedefini bir hücrenin belirli bir şekilde hücresel davranışını etkileyen biyomalzemelerin üretimi oluşturmaktadır. Lazer aşındırma yöntemiyle metalik hedeflerden nanoparçacık üretimi de, elektronik, optik, manyetizma, biyomedikal ve elektrokimya alanlarında uygulamaları olan önemli bir araştırma konusudur. Bu çalışmaların ana hedefi, malzemelerin nano-boyuta indirgenmesi ile fiziksel ve kimyasal özeliklerinde meydana gelen değişimlerin incelenmesi ve uygulamalarda kullanılmasıdır.
Bu tezde, femtosaniye atım uzunluğuna sahip lazer kullanılarak mikro ve nano ölçekte malzeme işlemeleri gerçekleştirildi. Paslanmaz çelik (316L) malzemelerin yüzeylerinde gerçekleştirilen modifikasyonlarla, yüzeylerin su tutmazlık özeliği arttırıldı. Yüzeylerde oluşturulan mikro/nano yapılar ile implant olarak kullanılabilirliği olan paslanmaz çelik malzemelere kemik öncülü kök hücrelerin tutunma ve büyüme koşullarının iyileştirilmesi üzerine çalışmalar geliştirildi. Görünür bölgede ortaya çıkardıkları keskin ve belirgin optik özeliklerinden dolayı biyo-algılama ve görüntüleme işlemlerinde uygulama bulan altın ve gümüş nanoparçacıkların sıvı ortamında lazer ile üretimi ve karakterizasyon işlemleri gerçekleştirildi. Lazerle metal hedefin etkileşimi sonucu üretilen nispeten büyük boyutlu altın ve gümüş nanoparçacıklara farklı dalgaboylarında lazer demetinin ikinci kez uygulanması ile nanoparçacıkların boyutlarının küçültülmesi sağlandı.
Anahtar Kelimeler: Biyo-malzemeler Lazer ile yüzey işleme Lazer ile nanoparçacık üretimi Metalik nanoparçacıklar Yüzey plazmon rezonansı
Yazar: SERDAR BABUR
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 275782
Kobalt esaslı stellite toz alaşımları aşınmaya ve paslanmaya karşı gösterdikleri yüksek dirençten dolayı otomotiv, türbin ve uzay endüstrisinde yaygın olarak tercih edilen bir alaşımdır. Endüstride kullanılan metal makine parçaları yüksek ısıya ve su damlacıklarına maruz kalırlar. Bu parçaların yaşam ömürlerini uzatmak için birçok yüzey kaplama metodu gerçekleştirilmiştir. Lazer kaplama yöntemi ile elde edilen kaplamalar diğer kaplama yöntemleriyle karşılaştırıldığında saflık, homojenlik, sertlik, birbirine bağlanma ve mikro yapı bakımından daha üstün bir tekniktir. Kaplama malzemesinin daha verimli olabilmesi ve kaliteli kaplama tabakaları elde edebilmek için alt tabaka ile kaplama malzemesinin arasındaki karışım çok az olmalıdır. Modern Nd:YAG lazerleri, kHz mertebelerinde bile her bir atımın zamana bağlı profilini değiştirebilecek özelliğe sahiptirler. Bu özellik, malzeme içine olan ısı girişini rahat bir şekilde kontrol etme imkânı verir. Atımlı lazer kaynağı ve toz besleme için, atım enerjisi, atım frekansı, üst üste binme oranı, toz kütle akış oranı ve seyreklik kaplama tabakasının yüksekliğini ve kalitesini etkileyen temel parametrelerdir.
Bu çalışmada, lazer kaplama deneyleri ısı kaynağı olarak Lumonics JK760TR Nd:YAG lazerinin kullanılmasıyla gerçekleştirildi. Stellite 6 kaplama tozunu homojen bir şekilde taşımak için Sulzer Metco toz besleme ünitesi kullanıldı. Stellite 6 toz alaşımı ve atımlı lazer kullanarak yapılan deneyler ile kaplama parametreleri belirlenmeye çalışılmıştır. Seyreklik lazer kaplama tabakasının kalitesini etkileyen en önemli parametredir. 12 J'lük atım enerjisi, 25 Hz'lik atım frekansı ve % 80'lik üst üste binme oranıyla en düşük seyreklik değeri (%9.1) elde edilmiştir.
Yazar: ÇAĞRI KAAN AKKAN
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Biyoloji = Biology ; Hücreler = Cells ; Lazerler = Lasers ; Mikroskop = Microscope
Tez No: 259472
Lazerler kullanım alanları oldukça geniş olan ışık kaynaklarıdır. Endüstriyel alandan medikal alanlara kadar birçok alanda hizmet vermektedir. Lazerlerin bir diğer kullanım alanı olan mikroskoplarda bugün biyolojik ve medikal uygulamalarda yaygın bir şekilde yer almaktadır. Lazer taramalı konfokal mikroskoplarda lazerlerin temel ışık kaynağı olarak kullanıldıkları mikroskoplardır. Eş frekanslı ve monokromatik bir ışık kaynağı olduklarından tercih edilmektedirler.
Bu yüksek lisans tezinde diyod lazerlerin hücrelerde yaratacakları etkileri gözlemlemek ve katı cisimlerinde yüzey topografını da çıkartmak amacıyla Lazer Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi'nde tasarlanmış ve ilk deneyleri yapılmış olan lazer taramalı konfokal mikroskop anlatılmıştır.
Yazar: LEVENT CANDAN
Danışman: Dr. Öğr. Üyesi TİMUR CANEL
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 232756
Polimer malzemeler çok geniş uygulama alanlarına sahip olup, farklı yöntemlerle sentezlenerek yeni nesil malzemeler elde edilmektedir. Polimerik sentez malzemelerin kullanım alanlarına uygun işlenmesi bu tür malzemelerin yüksek kalite ve verimi için oldukça önemlidir. Bu anlamda gelişen lazer teknolojisi, polimerik malzeme işlemede kullanılabilir. Çünkü lazer yüksek işlem hızı, düşük ısısal zarar, yüksek derinlik/genişlik oranı gibi özelliklerinden dolayı kesme, kaynak ve yüzey işleme gibi alanlarda tercihen kullanılmaktadır. Lazerlerin işlem parametrelerinde (atım süresi, dalgaboyu, atım enerjisi) sağlanan esneklik bu tür malzemelerin hassas delme işlemlerinde en önemli etkenlerdendir. Seramik, silikon ve polimer katmanları gibi malzemelerin lazerle işlenmesi elektronik endüstrisinde oldukça geniş kullanılmaktadır.
Bu tez çalışmasında bina yapımından kompakt disk (CD) yapımına kadar birçok alanda uygulama alanı bulunan polikarbonatların ve pek çok alanda kullanılan polimer kompozitlerin atımlı lazerler kullanılarak delme işlemleri yapılmış ve lazer parametrelerinin delik kalitesi üzerindeki etkileri belirlenmeye çalışılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Lazerle malzeme işleme sanayide Nd:YAG lazerin uygulamaları lazer ile delme polimerik malzemelerin işlenmesi
Yazar: BELGİN GENÇ
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 197205
Spektrometreler ile çevremizde bulunan katı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin, uzayda bulunan ve laboratuar ortamında oluşturulan maddenin dördüncü hali olarak da adlandırılan plazma ortamlarının özellikleri geniş bir şekilde araştırılmaktadır.
Spektrometrelerin kullanıldığı birçok değişik deneysel çalışmada, spektroskopik ölçüm yöntemleri ile ışınların yayıldığı ortam analiz edilerek ortam özellikleri hakkında bilgiler elde edilebilir. X-ışınları lazer ile üretilen plazma ortamları kullanılarak üretilmektedir. Kristal spektrometreler plazma ortamlarından yayınımları uzaysal ve spektral olarak çözmek için kullanılır. Görünür bölge spektrometresi ile elektromanyetik spektrumun görünür bölgesinde yer alan dalga boylarına sahip yayınımların özellikleri incelenmektedir.
Bu tezde, elektromanyetik spektrumun x-ışını ve görünür bölgesindeki dalga boylarına sahip ışınların kayıt ve analiz edilmesine olanak sağlayacak spektrometreler, küçük delikli (pinhole) ve dik eksenli yarık (cross slit) kameraların tasarımları ve yapım aşamaları sunulmuştur. Yapılan spektrometrelerin ve görüntüleme sistemlerinin kalibrasyonları verilmiştir. Lazer ile kaynak işlemi sırasında görünür bölge spektrometresi ile kaydedilen spektrumlar verilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Spektrometre elektromanyetik spektrum lazer ile üretilen plazma
Yazar: PINAR DEMİR
Danışman: Dr. Öğr. Üyesi ELİF KAÇAR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Tez No: 197929
X-ışını lazer elde etmek için aktif ortam olarak lazerle oluşturulan plazmalar kullanılır. Lazerle oluşturulan plazmaların elektron yoğunluğu, elektron sıcaklığı gibi plazma parametreleri ve bu plazmalardan yayılan ışımalar deneysel ve teorik olarak incelenir.
Bu tezde, Demir hedefin iki atımdan oluşan sürücü lazerle enine aydınlatılmasıyla oluşan Ne-benzeri Demir plazma ortamı teorik olarak incelendi. Modellemede hidrodinamik kod EHYBRID kullanıldı. Elektron yoğunluğu, elektron ve iyon sıcaklığı gibi genel plazma parametrelerinin sürücü lazer konfigürasyonuna bağlı değişimleri incelendi. Simülasyonda ön-atım süresi, ön-atım şiddeti ve ana-atım gecikme zamanına bağlı olarak plazma parametrelerinin değişimi hesaplandı. Bu sürücü lazer konfigürasyon parametreleri, oluşan plazmanın elektron yoğunluğu, elektron sıcaklığı gibi plazma özelliklerini dolayısıyla x-ışını lazer üretimi için uygun olan aktif ortam oluşumunu etkiler ve belirler.
Son yıllarda geliştirilmiş olan, hedefle açı yapacak şekilde pompalama tekniği kullanılarak oluşturulan Ni-benzeri Sn ve Ni-benzeri Mo x-ışını lazer kazanç ortamları EHYBRID kodu ve bir son-işlemci kod kullanılarak modellendi. Simülasyonlarda Kalay ve Molibdenyum hedeflerinin, önce hedef normali doğrultusunda gönderilen bir ön lazer atımıyla aydınlatılarak bir ön-plazma oluşturulduğu ve ardından hedefle açı yapacak şekilde gönderilen bir ana-atımla aydınlatılmasıyla da lazer kazanç ortamı oluşturulduğu kabul edildi. Sürücü lazer konfigürasyon parametrelerine bağlı olarak Ni-benzeri Sn ve Ni-benzeri Mo x-ışını lazer kazanç ortamları modellendi ve lazer oluşumu için en iyi sürücü lazer konfigürasyonu ve plazma koşulları belirlendi.
Anahtar Kelimeler: Hidrodinamik Modelleme Lazerle Oluşturulan Plazmalar X-Işını Lazerler
Yazar: ERHAN AKMAN
Danışman: Prof. Dr. ARİF DEMİR
Yer Bilgisi: Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Anabilim Dalı
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Tez No: 197940
Titanyum alaşımlar düşük ağırlıkları ve korozyona karşı gösterdikleri yüksek dirençten dolayı otomotiv ve uzay endüstrisi için en avantajlı metallerden biridir. Endüstride kullanılan parçaların minimum kusurlar ile güvenilir kaynak edilmesi için birçok teknik denenmiştir. Lazer kaynak işlemi, sunduğu uygun özelliklerinden dolayı en önemli birleştirme tekniklerinden biridir. Modern Nd:YAG lazerleri, kHz mertebelerinde dahi her bir atımın zamana bağlı profilini değiştirebilecek yetenektedir. Bu esneklik, malzeme içine olan ısı girişini daha önce olmadığı kadar kesin doğrulukta kontrol etme imkanı verir. Atımlı lazer kaynağı için, atım şekli, enerjisi, süresi, tekrarlama oranı ve tepe gücü kaynak kalitesini etkileyen temel parametrelerdir. Bu parametrelerin doğru kombinasyonu, atımlı lazer dikiş kaynağı için çok önemlidir.
Bu çalışmada Lumonics JK760TR Nd:YAG lazeri kullanıldı. Ti6Al4V titanyum alaşımların atımlı lazer dikiş kaynağı parametrelerini belirlemek için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Atım enerjisi ve atım süresi arasındaki oran kaynak derinliğini belirlemekteki en önemli faktördür. Bu nedenle ilk olarak atım enerjisi ve atım süresi belirlenmiştir, istenilen kaynak kalitesini elde etmek için atım şekli belirlenmiştir. Lazer atım frekansı, kaynak hızına göre belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Lazerle malzeme işleme sanayide Nd:YAG lazerin uygulamaları lazer kaynağı titanyum alaşımları