FEMTOSANİYE LASER Z-SCAN TEKNİĞİ İLE MALZEMELERİN NONLİNEER OPTİK KARAKTERİZASYONU

Öz

FEMTOSANİYE LASER Z-SCAN TEKNİĞİ İLE MALZEMELERİN NONLİNEER OPTİK KARAKTERİZASYONU

Özet

Farklı yapıdaki sıvı kristallerin, organik malzemelerin ve saydam optik malzemelerin; lineer olmayan soğurma (NLA) ve lineer olmayan kırılma (NLR) gibi optik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla geniş çaplı uygulamalar ve güvenilir yöntemler geliştirilmiştir.  Z-tarama metodu, yoğunlaşmış ışık demeti boyunca incelenecek malzemeyi yatay bir düzlemde (optik eksen boyunca) ve odak noktasından geçecek şekilde hareket ettirerek farklı şiddetlerle etkileşmesi üzerine dayanan bir tarama yöntemidir. Z-tarama tekniği puls laserler kullanılarak da malzemenin optiksel lineer olmayan özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır.  Bu yöntem ile lineer olmayan soğurma katsayısı ve lineer olmayan kırılma indisi bağıntıları belirlenerek malzeme için ayırt edici bazı özellikler yapılan hesaplamalar ile saptanabilmektedir. Bu çalışma kapsamında z-tarama sistemi femtosaniye (fs)  laser ile birlikte kullanılarak sıvı içerisinde puls laser ablasyon ile elde edilmiş olan PMMA, altın (Au) ve bakır (Cu) nanoparçacıkların lineer olmayan optik parametreleri elde edilmiştir.  Aynı zamanda z-tarama deney düzeneğinde referans çalışması olarak CS₂ molekülünün analizleri de yapılmıştır ve sonuçların literatür ile uyumlu olduğu gösterilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Laserler, Femtosaniye Laser, Z-tarama, Lineer Olmayan Optik

THE OPTICAL CHARACTERIZATION OF THE MATERIALS WITH FEMTOSECOND LASER Z-SCAN TECHNIQUE

Abstract

A wide range of applications and reliable methods have been developed to determine the optical properties such as nonlinear absorption (NLA) and nonlinear refraction (NLR) of the different types of liquid crystals, organic materials and optically transparent materials. The z-scan method is accepted as a method based on material interaction with different laser intensity by moving in a horizontal plane along the intensive laser beam. The z-scan technique with femtosecond lasers is used to determine the nonlinear optical properties of the material. With this method, the nonlinear absorption coefficient and nonlinear refractive index can be calculated to determine the distinguishing feature of the materials. In this study, a z-scan system used with femtosecond laser system which has been obtained nonlinear optical parameters rhenium, gold and copper nanoparticles achieved by pulse laser ablation method and also z-scan experimental setup was performed for CS₂ molecule as a reference study and results have been shown to be consistent with the literature.

Keywords: Lasers, Femtosecond Laser, Z-scan, Nonlinear Optic