Kaya, NecatiKeskin, Alpgiray2025-01-262025-01-262021https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=wf-FPgY-5qjHEzEoOgvMs7MU8l81Gwlk48IHiOsJbQC8aEXDZmLMdTFLeo8yz0Wdhttps://hdl.handle.net/20.500.12428/9557Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Enerji Kaynakları ve Yönetimi Ana Bilim DalıBu tez çalışmasında, metan gazını gerçek zamanlı, atmosferik düzeyde ölçebilecek, yüksek seçicilik özelliklerine sahip kompakt ve özgün bir optik sensör tasarımı amaçlanmıştır. Sensör tasarımında, optik-fotonik ve lazer spektroskopisi bilgi temelleri kullanılmıştır. Tasarlanan ultra-hassas optik sensörün dairesel çok geçişli hücre parametrelerinin optik yol uzunluğu üzerindeki etkileri analitik optik yol hesabı yapılarak incelenmiştir. Yüksek hassasiyete ulaşmak için, yakın kızılötesi bölgede metan soğurma bantlarının HITRAN veri tabanı kullanarak uygun seçimi, dalga boyu modülasyonu yöntemi, dairesel çok geçişli optik hücre tasarımı ve çift-ışınlı şema kullanılarak gürültü azaltma gibi yaklaşımlar birleştirilmiştir. Sensörün seçicilikteki hassasiyetine ise sıcaklık ya da akım değişkeni ile Dağıtılmış Geri Besleme (DFB) diyot lazer frekansının yakın kızılötesi bölgede HITRAN veri tabanı ile belirlenen metan soğurma bandına kilitleme yönetimi ile ulaşılması tercih edilmiştir. Tasarımda, diyot lazer kaynağı uygun şekilde değiştirilerek diğer eser gazları için seçicilik genişletilebilir. Tasarımı yapılan kompakt ve taşınabilir optik platform, fiziksel, atmosferik ve çevresel araştırmalarda; analitik kimya, yanma bilimi, fizik, tıbbi teşhis, biyoloji ve proses teknolojisinde çok geniş uygulama alanlarında kullanılabilecektir.In this thesis, it is aimed to design a compact and unique optical sensor that can measure methane gas in real time at atmospheric level and has high selectivity properties. Optical-photonics and laser spectroscopy knowledge bases are used in sensor design. The effects of circular multi-pass cell parameters on the optical path length of the designed ultra-sensitive optical sensor were examined. To achieve high sensitivity, approaches such as appropriate selection of methane absorption bands in the near infrared region using the HITRAN database, wavelength modulation method, circular multi-pass optical cell design and noise reduction using a dual-beam scheme are combined. The sensitivity of the sensor in selectivity is achieved by locking the methane absorption band determined by the HITRAN database in the near infrared region of the Distributed Feedback (DFB) diode laser frequency with temperature or current variable. In the design, the selectivity for other trace gases can be extended by changing the diode laser source accordingly. This provides a cheaper and simpler experimental design without the complexities of operations such as laser frequency locking and phase stabilization. Compact and portable optical platform, in physical, atmospheric, and environmental research; It can be used in a wide range of applications in analytical chemistry, combustion science, physics, medical diagnosis, biology and process technology.trinfo:eu-repo/semantics/openAccessEnerjiEnergyMaster Thesis170658102