Mikrosistemler ve mikto-elektro-mekanik sistemler (MEMS) konusuna giriş; MEMS ile optik ile tümleşimi, mikroüretim teknikleri ve süreçleri; MEMS modelleme ve tasarım; tahrikleyici ve algılayıcı tasarımı; mekanik tasarım; temel optik sistem tasarımı; paketleme. Önemli optik MEMS uygulamalarının detaylı incelenmesi: tarayıcı sistemler (Göze takılan displayler, barkod tarayıcılar); projeksiyon sistemleri (DMD ve GLV); kızıl ötesi komera sistemleri; optik anahtarlama ve iletişim sistemleri.

2 boyutlu doğrusal sistem teorisi ve 2-boyutlu Fourier dönüşümleri. Optik sinyal işlemede kullanılan integral dönüşümleri; Fiziksel optik ve dağıtım teorisinin temelleri; optik sistemlerde Fourier dönüşümleri ve görüntü oluşturma; Lazerli ve diğer kaynak kullanılan sistemler; Görüntü korelasyonu ve frekans analiz teknikleri; Girişim; Hologramlar; Üç boyutlu display teknolojileri.

Fotonik malzeme ve aygıtların özellikleri ve uygulamaları; yarıiletkenler; foton alıcıları; ışık salan diyotlar; ışık algılama sistemlerinde gürültü; ışığın yönbağımlı ortamlardaki hareketi, Pockels ve Kerr etkileri, ışık kipleyicileri, yalıtkan dalga kılavuzlarında elektromanyetik dalgaların hareketi, dalga kılavuzlarında dağınımı, doğrusal olmayan malzemeler, ikinci harmonik üretimi, Raman dönüştürücüleri.

Optik'in temelleri ve optik teknoloji uygulamaları: ışığın foton ve dalga yapısı; geometrik optik; optik cihazlar; elektro-manyetik dalga modeli; girişim ve girişim ölçerler; fiber optik; kırınım, kırınım ızgaraları, mikro-optik cihazlar; polarizasyon ve uygulamaları. Derste İşlenen konuların gerçek hayat uygulamaları, teleskop tasarımı ve testi.

Yazın yeteneklerini olduğu kadar önemli okuma ve düşünme yeteneklerini de geliştirecek olan yazın dersidir. Ders hedeflerine okuma, yazma ve sınıf içinde ve dışında olmak üzere tartışmalarla ulaşılacaktır. Öğrenci performansı Yeterli/Yetersiz olarak değerlendirilecektir.

Kristal yapısı, ters örgü, kristal yapısının x-ışınımı kırınım yöntemiyle belirlenmesi, periyodik potansiyellerin enerji düzeyleri, Bloch teoremi, katıların band teorisi, kristal kusurları, örgü titreşimleri ve fononlar; elektriksel iletkenlik, metaller, yalıtkanlar ve yarıiletkenler; manyetik özellikler, paramanyetik, diyamanyetik, ferromanyetik ve süper iletken malzemeler; malzemelerin optik özellikleri, kırınım endeksi, dispersiyon, ışığın soğurulması ve yayımı, doğrusal olmayan optik malzemeler, yüksek harmonik üretimi, Raman etkisi.

Molekül simetrisi, grup teorisi, indirgenebilir ve indirgenemez gösterimler, karakter tabloları, titreşim spektrsokopisine giriş, Raman Etkisi, Kızılötesi (infrared) Absorpsiyonu, seçme kuralı, saf rotasyonal (dönme) spektroskopisi, normal modlar, çok atomdan oluşan moleküllerin titreşim spektrumlarının ön tahmin ve yorumlanması.

Kimyagerler için Grup Teorisi; dönme, titreşim ve elektronik spektroskopilerinin teorileri, cihazları, biyo ve malzeme alanında uygulamaları; malzeme biliminde kullanılan elektron spektroskopileri; spektroskopik problemlerin bilgisayar programları ile uygulamalı çözümleri

Yüzey ve arayüzey biliminin temel fiziko-kimyasi; arayüzeylerde etkilesmeler; yüzey termodinamigi, yapi ve icerigi, yüzeye fiziksel ve kimyasal yapisma; sivi arayüzeyleri; koloidler; amfifilik sistemler; polimer malzemelerde ve kompozitlerde arayüzeyler; sivi kaplama sürecleri.

İmplantasyon (diş, doku, kemik), estetik, optik, teşhis ve tedavi de kullanılan sentetik polimer, metal, kompozit, dendrimer, hidrojel, silicon gibi malzemeleri tanıtmayı ve çeşitli uygulamalarda malzemelerin nasıl ve neden kullanıldıklarını anlatır.

Mikro ve nano elektro mekanik sistemler (MEMS ve NEMS) için imalat ve karaterizasyon teknikleri, (mikrolithografi; ıslak ve kuru aşındırma teknikleri; fiziksel ve kimyasal buhar kaplama prosesleri; elektrokaplama; bağlama; odaklanmış iyon ışın teknikleri; yukarıdan-aşağıya yaklaşımlar - electron-ışın litografisi, SPM, yumuşak (soft) lithografi - ; kendiliğinden birleşmeye dayalı aşağıdan-yukarıya teknikler). Yarıiletken nanoteknolojisi. Nanotüpler ve nanoteller. Biyolojik sistemler. Moleküler elektronik.

Elektromanyetizmanın temel ilkeleri; ışığın elektromanyetik dalga özellikleri; geometrik optik, Gauss ışın demetleri, Gauss ışın demetlerinin optik sistemlerde dönüşümü, optik kovuklardaki elektromanyetik kipler, ışığın madde ile etkileşimi, soğurma ve dağınımın klasik teorisi, spektral genişleme mekanizmaları, Rayleigh saçılması, kendi kendine ve zorunlu ışımanın kuvantum kuramı, optik yükseltme, laser salınımı, laser sistemlerinin örnekleri, laserlerde Q anahtarlama ve kip kilitleme.

Elektrostatik ve manyetostatiğin sınır-değer problemleri. Maxwell denklemleri. Korunum yasaları. Elektromanyetik dalgalar ve farklı ortamlarda dalga yayılımı. Dalga kılavuzları ve rezonans kovukları. Işıyan sistemler.

Optik alanların yayınımı ve odaklanması, boyutsal çözünürlük ve konumlama hassasiyeti, nano boyutlarda optik mikroskoplama teknikleri, nano boyutlarda ışıma ve optik etkileşimler, kuantum ışık kaynakları, kuantum fotoniği, yüzeysel arayüzlerde dipol ışıması, optik rezonatörler, yüzey plazmonları, optik kuvvetler.

Dalga fonksiyonu. Schrödinger denkleminin çözümleri: Sonsuz kare potansiyel kuyusu problemi.Harmonik salınıcı. Potansiyel engeli ve tünel olayı. Kuantum mekaniğinin temelleri. İstatistiksel yorum. Hidrojen atomu problemi. Açısal momentum. Spin. Özdeş parçacık sistemleri. Çok-elektronlu atomlar. Katılar. Kuantum istatistiği.

Zamandan-bağımsız pertürbasyon teorisi. Hidrojen spektrumunun ince yapısı. Varyasyonel yaklaşıklık. Helyum atomu problemi. WKB kuantumlaması. Zamana-bağlı pertürbasyon teorisi. 2-düzeyli sistemlerde ışıma ve soğurma. Adiyabatik yaklaşıklık ve geometrik faz.

Dersin açıldığı dönemde içeriği açıklanacaktır.

Dışardan gelen konuşmacılardan veya öğretim üyelerinden seminer serisi. Katılan öğrenciler de yarıyıl süresince sunum yapmalıdırlar.

Independent scientific research towards Master of Science degree.

Fizikte seçilmiş deneyler. Tek bileşenli veya tümleşik katıhal elektronik aygıtların özellikleri ve elektronik devre uygulamaları. Eşevreli ve eşevresiz elektromanyetik dalgaların modern fizik deneylerine ve günümüz teknolojik uygulamalarında kullanımı, geçirgenlik, soğurma, saçılma ve spektroskopik ölçümler. Laboratuar teknikleri, veri toplama ve inceleme, sonuçların yazılı ve sözlü bildirimi.

Metallerin serbest elektron teorisi. Kristal örgüleri. Ters örgü. Bravais örgülerinin sınıflandırılması. X-ışını kırınımı ve kristal yapılarının belirlenmesi. Periyodik potansiyellerde elektronlar. Sıkı bağ metodu. Enerji band yapıları. Metallerde iletkenliğin yarı-klasik teorisi. Fermi yüzeyi. Yüzey etkileri.

Optiksel mikro-kovuklar. Fabry-Perot kovuğu. Kalite faktörü. Fines. Serbest-tayf aralığı. Fısıldayan galeri kipleri. Bağlanma. Fotonik moleküller, camlar, kristaller ve meta-malzemeler.

Fotonik gereçlerin ve aygıtların özelliklerinin ve uygulamalarının incelenmesi: yarıiletkenler; foton algılayıcıları, ışık veren diyotlar, ışık algılayan düzeneklerde gürültü; yönbağımlı ortamda ışık yayılımı; Pockels ve Kerr etkileri, ışık kipleyicileri, diyelektrik dalgakılavuzlarında elektromanyetik dalga yayılımı , dalgakılavuzu dağılımı; doğrusal olmayan optik gereçler, ikinci doğuşkan üretimi, Raman çeviricileri.

Mezuniyet öncesi derslerde ders verdirerek yüksek lisans öğrencilerine tecrübe kazandırılır. Öğrencileri temel konuları anlamaları güçlendirilir ve ilgili bilgilerini uygulamaları ve iletişim sağlamaları sağlanır.