Bu ders nano-optik cihazlar, transdüserleri ve nano ölçekteki ışığın manipüle edilmesine yönelik uygulamalarını kapsayacaktır. Işığın, nano yapılarla, ince filmlerle, metalik nano antenlerle etkileşimi birçok potansiyel uygulamaya sahiptir. Bu ders öğrencilere farklı uygulamalarda karşılaşılan nano-optik prensiplerini öğretmeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle, bu ders birçok bölümdeki öğrenciler için ilgi çekici olabilir. Ödev ve sınavlara ek olarak, farklı uygulamalarda yeni nano optik sistemleri bilgisini uygulamaya yönelik bireysel projeler verilecektir.
Dersin İçeriği
Bu ders; Teorik Temeller ,Optik alanların yayılımı ve odaklanması ,Yeral çözünürlük ve pozisyon hassasiyeti ,Nanoboyutta optik mikroskopi ,Yakın-alan optik problar ,Prob-numune mesafe kontrolü ,Nanoboyutta ışık emisyonu ve optik etkileşimler ,Kuantum emitörleri ,Düzlemsel yüzeylerin yakınında dipol emisyonu ,Fotonik kristaller ve rezonatörler ,Yüzey plazmonları ,Sınırlı alanlarda kuvvetler ,Dalgalanma ile oluşan etkileşimler ,Nano-optikte teorik metotlar ; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme Kazanımları
Öğretim Yöntemleri
Ölçme Yöntemleri
1. Klasik optik sistemlerin limitlerinin analiz eder
12, 13, 19, 9
A, E
2. Süregelen ve yeni geliştirilen nano-optik uygulamalarını tanır
12, 13, 19, 9
A, E
3. Yüzey plazmonların potensiyel uygulamaları ve teorik temellerini deperlendirir
12, 13, 19, 9
A, E
4. Nano-optik sistemlerin çeşitli uygulamalardaki limitlerini tanır
12, 13, 19, 9
A, E, F
5. Basit nano-optik sistemlerin tasarlar
13, 14, 19, 9
A, E, F
6. Nano-optik sistemlerin tam-dalga çözücü yazılımlar ile simülasyonu yapar
13, 14, 17, 19, 9
A, E, F
7. Ray-tracing metodları kullanarak Matlab ortamında difraksiyon-limitli sistemlerini analiz eder
13, 14, 17, 19, 9
A, E, F
Öğretim Yöntemleri:
12: Problem Çözme Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 17: Deney yapma Tekniği, 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:
A: Klasik Yazılı Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi
Ders Akışı
Sıra
Konular
Ön Hazırlık
1
Teorik Temeller
Ders notlarını gözden geçirmek
2
Optik alanların yayılımı ve odaklanması
Ders notlarını gözden geçirmek
3
Yeral çözünürlük ve pozisyon hassasiyeti
Ders notlarını gözden geçirmek
4
Nanoboyutta optik mikroskopi
Ders notlarını gözden geçirmek
5
Yakın-alan optik problar
Ders notlarını gözden geçirmek
6
Prob-numune mesafe kontrolü
Ders notlarını gözden geçirmek
7
Nanoboyutta ışık emisyonu ve optik etkileşimler
Ders notlarını gözden geçirmek
8
Kuantum emitörleri
Ders notlarını gözden geçirmek
9
Düzlemsel yüzeylerin yakınında dipol emisyonu
Ders notlarını gözden geçirmek
10
Fotonik kristaller ve rezonatörler
Ders notlarını gözden geçirmek
11
Yüzey plazmonları
Ders notlarını gözden geçirmek
12
Sınırlı alanlarda kuvvetler
Ders notlarını gözden geçirmek
13
Dalgalanma ile oluşan etkileşimler
Ders notlarını gözden geçirmek
14
Nano-optikte teorik metotlar
Ders notlarını gözden geçirmek
Kaynak
Principles of Nano-Optics (II Edition) by L. Novotny and B. Hecht (Cambridge)
Theory and computation of electromagnetic fields by Jian-Ming Jin (Wiley) Scattering of electromagnetic waves (vol. 1-3) by L. Tsang, J. A. Kong, K. Ding (Wiley) Optical properties of photonic crystals by K. Sakoda (Springer) Introduction to wave scattering and mesoscopic phenomena by P. Sheng (Springer) Geometry and Light by U. Leonhardt and T. Philbin (Dover) Cavity Quantum Electrodynamics by Sergio M. Dutra (Wiley)
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
No
Program Yeterliliği
Katkı Düzeyi
1
2
3
4
5
1
Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
X
2
Mühendislikte uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir ve mühendisliğin ilişki kurduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilir.
X
3
Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları yorumlar, yeni ve özgün fikirler geliştirerek çözümler.
X
4
Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirir.
X
5
Mühendislik ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilir.
6
Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır.
7
Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır; gerektiğinde bunları inceler ve öğrenir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
X
9
Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını betimler.
10
Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
Değerlendirme Sistemi
Katkı Düzeyi
Mutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı
50
Genel Sınavın Başarıya Oranı
50
Toplam
100
AKTS / İşyükü Tablosu
Etkinlik
Sayı
Süresi (Saat)
Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Saati
14
4
56
Rehberli Problem Çözme
0
0
0
Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi
1
60
60
Okul Dışı Diğer Faaliyetler
0
0
0
Proje Sunumu / Seminer
1
60
60
Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı
0
0
0
Ara Sınav ve Hazırlığı
0
0
0
Genel Sınav ve Hazırlığı
1
60
60
Performans Görevi, Bakım Planı
0
0
0
Toplam İş Yükü (Saat)
236
Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(236/30)
8
Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır.
Dersin Detaylı Bilgileri
Ders Tanımı
Ders
Kodu
Yarıyıl
T+U Saat
Kredi
AKTS
NANO-OPTİK
BEBY1212979
Bahar Dönemi
3+0
3
8
Ders Programı
Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Dili
İngilizce
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Türü
Programa Bağlı Seçmeli
Dersin Koordinatörü
Doç.Dr. Hasan KURT
Dersi Verenler
Doç.Dr. Hasan KURT
Dersin Yardımcıları
Dersin Amacı
Bu ders nano-optik cihazlar, transdüserleri ve nano ölçekteki ışığın manipüle edilmesine yönelik uygulamalarını kapsayacaktır. Işığın, nano yapılarla, ince filmlerle, metalik nano antenlerle etkileşimi birçok potansiyel uygulamaya sahiptir. Bu ders öğrencilere farklı uygulamalarda karşılaşılan nano-optik prensiplerini öğretmeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle, bu ders birçok bölümdeki öğrenciler için ilgi çekici olabilir. Ödev ve sınavlara ek olarak, farklı uygulamalarda yeni nano optik sistemleri bilgisini uygulamaya yönelik bireysel projeler verilecektir.
Dersin İçeriği
Bu ders; Teorik Temeller ,Optik alanların yayılımı ve odaklanması ,Yeral çözünürlük ve pozisyon hassasiyeti ,Nanoboyutta optik mikroskopi ,Yakın-alan optik problar ,Prob-numune mesafe kontrolü ,Nanoboyutta ışık emisyonu ve optik etkileşimler ,Kuantum emitörleri ,Düzlemsel yüzeylerin yakınında dipol emisyonu ,Fotonik kristaller ve rezonatörler ,Yüzey plazmonları ,Sınırlı alanlarda kuvvetler ,Dalgalanma ile oluşan etkileşimler ,Nano-optikte teorik metotlar ; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme Kazanımları
Öğretim Yöntemleri
Ölçme Yöntemleri
1. Klasik optik sistemlerin limitlerinin analiz eder
12, 13, 19, 9
A, E
2. Süregelen ve yeni geliştirilen nano-optik uygulamalarını tanır
12, 13, 19, 9
A, E
3. Yüzey plazmonların potensiyel uygulamaları ve teorik temellerini deperlendirir
12, 13, 19, 9
A, E
4. Nano-optik sistemlerin çeşitli uygulamalardaki limitlerini tanır
12, 13, 19, 9
A, E, F
5. Basit nano-optik sistemlerin tasarlar
13, 14, 19, 9
A, E, F
6. Nano-optik sistemlerin tam-dalga çözücü yazılımlar ile simülasyonu yapar
13, 14, 17, 19, 9
A, E, F
7. Ray-tracing metodları kullanarak Matlab ortamında difraksiyon-limitli sistemlerini analiz eder
13, 14, 17, 19, 9
A, E, F
Öğretim Yöntemleri:
12: Problem Çözme Yöntemi, 13: Örnek Olay Yöntemi, 14: Bireysel Çalışma Yöntemi, 17: Deney yapma Tekniği, 19: Beyin Fırtınası Tekniği, 9: Anlatım Yöntemi
Ölçme Yöntemleri:
A: Klasik Yazılı Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi
Ders Akışı
Sıra
Konular
Ön Hazırlık
1
Teorik Temeller
Ders notlarını gözden geçirmek
2
Optik alanların yayılımı ve odaklanması
Ders notlarını gözden geçirmek
3
Yeral çözünürlük ve pozisyon hassasiyeti
Ders notlarını gözden geçirmek
4
Nanoboyutta optik mikroskopi
Ders notlarını gözden geçirmek
5
Yakın-alan optik problar
Ders notlarını gözden geçirmek
6
Prob-numune mesafe kontrolü
Ders notlarını gözden geçirmek
7
Nanoboyutta ışık emisyonu ve optik etkileşimler
Ders notlarını gözden geçirmek
8
Kuantum emitörleri
Ders notlarını gözden geçirmek
9
Düzlemsel yüzeylerin yakınında dipol emisyonu
Ders notlarını gözden geçirmek
10
Fotonik kristaller ve rezonatörler
Ders notlarını gözden geçirmek
11
Yüzey plazmonları
Ders notlarını gözden geçirmek
12
Sınırlı alanlarda kuvvetler
Ders notlarını gözden geçirmek
13
Dalgalanma ile oluşan etkileşimler
Ders notlarını gözden geçirmek
14
Nano-optikte teorik metotlar
Ders notlarını gözden geçirmek
Kaynak
Principles of Nano-Optics (II Edition) by L. Novotny and B. Hecht (Cambridge)
Theory and computation of electromagnetic fields by Jian-Ming Jin (Wiley) Scattering of electromagnetic waves (vol. 1-3) by L. Tsang, J. A. Kong, K. Ding (Wiley) Optical properties of photonic crystals by K. Sakoda (Springer) Introduction to wave scattering and mesoscopic phenomena by P. Sheng (Springer) Geometry and Light by U. Leonhardt and T. Philbin (Dover) Cavity Quantum Electrodynamics by Sergio M. Dutra (Wiley)
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
No
Program Yeterliliği
Katkı Düzeyi
1
2
3
4
5
1
Mühendislik alanında bilimsel araştırma yaparak bilgiye genişlemesine ve derinlemesine ulaşır, bilgiyi değerlendirir, yorumlar ve uygular.
X
2
Mühendislikte uygulanan güncel teknik ve yöntemler ile bunların kısıtları hakkında kapsamlı bilgi sahibidir ve mühendisliğin ilişki kurduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilir.
X
3
Analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlar ve uygular; bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları yorumlar, yeni ve özgün fikirler geliştirerek çözümler.
X
4
Sınırlı ya da eksik verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlar ve uygular; değişik disiplinlere ait bilgileri bütünleştirir.
X
5
Mühendislik ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilir.
6
Çok disiplinli takımlarda liderlik yapar, çözüm yaklaşımları geliştirir ve sorumluluk alır.
7
Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkındadır; gerektiğinde bunları inceler ve öğrenir.
X
8
Bilimsel bilgi birikimini yazılı ve sözlü olarak etkin bir şekilde ifade eder, en az bir yabancı dilde Avrupa Dil Portföyü B2 Genel Düzeyinde iletişim kurar ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanır.
X
9
Mühendislik uygulamalarının sosyal ve çevresel boyutlarını betimler.
10
Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir.
