Browsing by Author "Arpali, Çağlar"

Now showing 1 - 5 of 5

A comparison of iterative Fourier transform algorithms for image quality estimation
(2018) Alsaka, Dina Yaqoob; Arpali, Çağlar; Arpali, Serap Altay; 20809; Mekatronik Mühendisliği
A comparison was established between two iterative Fourier transform algorithms (IFTAs), such as the original Gerchberg–Saxton (GS) and the mixed-region amplitude freedom (MRAF) algorithms, for the hologram reconstruction of different target images through the full reference image quality estimation (IQE) and pixel homogeneity in the Fourier plane presented theoretically and experimentally. The comparison was applied depending upon both algorithms based on a computer-generated hologram (CGH) implemented utilizing a reflective phase-modulated liquid-crystal spatial light modulator (LC-SLM) to obtain the digital kinoform holograms of the desired intensity distributions. These digital holograms were applied to reconstruct the intensity patterns for 852 nm, which represents a laser beam source. The theoretical and experimental results of the reconstructed patterns obtained using the MRAF algorithm were found to be smoother and better than the patterns obtained using the GS algorithm. Unmodulated light beam (dc term) is removed from the reconstructed patterns attributed to digital kinoform holograms of MRAF algorithm as an alternative to the theoretical and experimental results without using any additional optic equipment at the light path. Moreover, this paper discussed the full reference objective quality estimations, such as mean square error (MSE), peak signal-to-noise ratio (PSNR), structural content (SC), normalized absolute error (NAE), normalized cross correlation (NK), and homogeneity of pixels, through the contrast (Cont) and inverse difference moment (IDM) for numerical and experimental results. According to the two desired intensity distributions processed theoretically and experimentally, the results of MRAF algorithm were found to be in the highly accurate recovered phase, the quality of image was enhanced, and the dc term was decreased. Image quality estimation of full reference objective relay on the feedback algorithms experimental attestation has not been implemented yet.
Citation - WoS: 6
Citation - Scopus: 6
Dynamic flat-topped laser beam shaping method using mixed region amplitude freedom algorithm
(Springer Heidelberg, 2022) Alsaka, Dina Yaqoob; Arpali, Caglar; Arpali, Serap Altay; Altemimi, Mohammed Fawzi; 20809; Mekatronik Mühendisliği
A dynamic beam shaping method is proposed for the generation of flat-top beams (FTBs) in the far field. Using the mixed-region amplitude freedom algorithm, this new method is used to design the required phase distribution encoded on a spatial light modulator for the generation of FTB profiles. The characteristics of these new beam shaping methods are used as beam parameters, such as the laser beam size, the beam intensity of square FTBs, and the root-mean-square error (RMSE). Using our proposed method, the theoretical performance of beam intensity shaping is improved to an RMSE < 0.02 with a minimum number of iterations of phase reconstruction. Using the phase hologram of dynamic beam shaping, theoretical and experimental comparisons of edge steepness and plateau uniformity were established for the square FTBs of variable beam sizes. It is shown that the dynamic beam shaping of FTBs can produce high intensity uniformity in the plateau region with steep edges, which makes it an effective tool, especially for laser machining applications.
Kanserin Erken Teşhisi için Yapısal Aydınlatma Tekniğine Dayanan Floresan Etiketlemeli On-Chip Görüntüleme Platformunun Geliştirilmesi
(2016) Baykal, Yahya Kemal; Özcan, Aydoğan; Arpali, Serap Altay; Arpali, Çağlar
Bu projede kanser hastalıklarının erken tanısında kullanılmak üzere yapısal aydınlatma tekniğine dayanan floresan etiketlemeli on-chip görüntüleme sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu görüntüleme platformu ile kan değişik türde ki bir ışık paterniyle hızlı bir şekilde taranmakta ve floresan boya ile etiketlenmesi yapılmış düşük yoğunluktaki kanser hücreleri tespit edilebilmektedir. Bu sistem, aydınlatma tekniği, görüntüleme yöntemi, optik tasarım ve kan analizi için biyo-kanal geliştirilmesi bakımından bir dizi yenilik içermektedir. Bu projede klasik aydınlatmanın (düzlem dalga) yerine Gauss ve Bessel gibi yeni türde yapısal ışık kaynakları kullanılmıştır. Bu ışık paternleri, kan gibi yoğun ve saçıcı ortamlarda kanser hücrelerine ulaşarak ışık aktarımını mümkün kılmaktadır. Bu platform, görüntüleme yöntemi açısından klasik sistemlerden farklı olup kan örneği direk olarak görüntüleme sensörü CCD (charge coupled device) üzerine konulmaktadır (On-Chip). Ayrıca görüntüleme platformlarının yaşadığı düşük Sinyal Gürültü Oranı (SNR) problemini çözmek için özel bir algoritmayla görüntünün iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Yapısal ışık paterninin üretilmesi ve kanın taranması, tasarladığımız optik bir sistem tarafından yapılmaktadır. Lazer uzamsal ışık modülatörüyle (UIM) modüle edilmekte ve özel algortimalar aracılığıyla ışık yapısal forma dönüştürülmektedir. Daha sonra bu ışık bir lens sistemi tarafından içinde kanın bulunduğu biyo-kanal üzerine aktarılmaktadır. Bu projede yüksek hacimde kanı (2 ml ye kadar) içine alabilen ve geniş yüzeyi sayesinde yaklaşık 9 cm2 lik bir alanda tarama yapmayı mümkün kılan tek kullanımlık ve maliyeti düşük bant temelli biyo-kanallar üzerinde çalışılmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu görüntüleme platformuyla etiketlemesi yapılmış değişik oranlardaki Beyaz Kan hücreleri ve K562 Kornik Myleoid Lösemi hücreleri kan içinde tespit edilmiştir. Son aşamada elde edilen sonuçlar klasik mikroskopla elde edilen deney sonuçlarıyla kıyaslanarak geliştirilen sistemin başarım oranı raporlanmıştır. Bu projede ayrıca, küresel, düzlem ve yapısal Gauss ışık kaynaklarının kan ve doku gibi biyolojik ortamlarda yayılması neticesinde ortaya çıkan ışık şiddeti salınımları (sintilasyon), zayıf türbülanslı yumuşak doku için formüle edilmiş ve doku uzunluğu, kırılma endeksindeki rastgele değişimler ve dalga boyu gibi parametrelere göre de kıyaslanmıştır.
Spatial Generation of Gauss Beam Array for Photonic Applications
(2019) Arpali, Çağlar; 20809; Mekatronik Mühendisliği
Bu makalede, Gauss hüzme dizisinin üretimi için alternatif deneysel bir yöntem önerilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, ışık hüzmeleri düzlem dalganın Gaussian açıklık dizisinden kırılımına göre modellenmiş ve buna göre elde edilmiştir. Gauss hüzme dizisinin uzaysal üretimi Uzaysal Işık Modülatörü (SLM) kullanılarak deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen ışık hüzmeleri geniş görüş açılı bir CCD dedektörü tarafından kayıt edilmiş ve gözlemlenen hüzmelerin profil değerlendirmesi yapılmıştır. Buna ek olarak teorik hesaplamalar deneysel gözlemlerle doğrulanmıştır. Önerilen bu yeni hüzme şekil üretme yöntemi ile Gauss hüzme dizisinin üretilmesi ve gerçek zamanlı kontrolü, optik haberleşme ve biyofotonik gibi yüksek kazançlı fotonik uygulamaları için mümkün hale gelebilir.
Sualtı Optik Kablosuz Haberleşme Sistemi Tasarımı ve Uygulaması
(2016) Gerçelcioğlu, Hamza; Arpali, Çağlar; Arpali, Serap Altay; Baykal, Yahya
Sualtı ortamında kablosuz haberleşme çoğunlukla düşük veri oranlarındaki ses dalgalarıyla gerçekleştirilmektedir. Endüstri, bilimsel ve savunma alanlarındaki ihtiyaçlar, sualtında yüksek veri hızına sahip iletişimi gerektirmektedir. Sualtı kablosuz optik haberleşme sistemleri bu ihtiyacı karşılamak üzere önerilmiş ve okyanusta kirlilik tespiti, petrol ve gaz rezervlerinin izlenmesi, sismik gözlemler, petrol ve gaz boru hatlarının kurulum ve işletimi, sensörlü ağ iletişimi, gemi-denizaltı haberleşmesi gibi alanlarda kullanılmaya başlamıştır. Suyun karmaşık doğasından dolayı sualtında kablosuz optik iletişim bir çok zorluk içerir. Su ışığın yayılmasına büyük bir engel teşkil eder ve bu durum optik geçirgenliğin onlarca metreyle ifade edilebilen kısa mesafelere inmesiyle sonuçlanır. Deniz suyu, okyanus suyu, sığ su, liman suyu gibi farklı su tiplerinden oluşan sualtı ortamında optik geçirgenliğin davranışı dalga boyuna göre incelendiğinde büyük değişiklikler gösterir. Suda bulunan çeşitli bileşenlerden dolayı oluşan saçılım, emilim ve ısı ile tuzluluk salınımlarından kaynaklanan sualtı türbülansı, gelen ışığı bozarak veri aktarım hızlarında kayda değer düşüşlere sebep olur. Bu projede mevcut sualtı kablosuz optik haberleşme sistemlerinin performansını modülasyon, kodlama, kanal kestrimi ve değişik tip ışık hüzmeleri kullanarak ilerletecek yöntemler sunulmuştur. Sığ okyanus suyu kullanılarak sualtı kablosuz optik haberleşme linki laboratuvar ortamında kurulmuş ve 12 Mbit/s veri iletimi sağlanmıştır. Teorik ve deneysel olarak uygun optik geçirgenlik pencereleri dalga boyuna göre araştırılmış ve pırıldama indisi ile belirlenen ışık şiddeti salınımları ve Bit Hata Oranı (BER) açısından sistemin değerlendirmesi yapılmıştır. Bu kapsamda düzlemsel, küresel ışık dalgaları ve farklı ışık hüzmeleri için pırıldama indisi formüle edilip link uzunluğu, dalgaboyu, Kolmogorov mikro ölçek uzunluğu, sıcaklık ve tuzluluk salınımları gibi parametreler açısından incelenmiştir. Bunlara ek olarak farklı modülasyon (M-QAM v.b.) ve kodlama tekniklerinin (BCH v.b.) veri iletişimini nasıl etkilediği araştırılmış, kanal kestrimi ile kanal denkleştirmenin BER’i oldukça düşürdüğü ve oldukça uzun mesafelerde iletişime olanak sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca farklı tipde ışık hüzmeleri kullanmanın (çapraz, çok modlu, odaklanmış Gauss v.b) sualtı kablosuz optik haberleşme sistemlerinde performansı iyileştirdiği gözlenmiştir.