: هنگامی که موجی با دامنه بزرگ وارد پلاسما می شود اثرات غیرخطی ظاهر می شود. در صورتیکه این اثرات غیرخطی واثرات پاشندگی یکدیگر را خنثی کنند نوعی ساختار پایای غیرخطی به وجود می آید که حین انتشار در محیط شکل و دامنه خود را به خوبی حفظ می کند. در این پایان نامه رفتار سالیتون های یون-صوت که توسط معادله غیرخطی کرتوگ دوریس غیرخطی توصیف می شوند از طریق شبیه سازی آن مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از یک نسخه کد شبیه سازی ذره ای استفاده شده است.در این کد دینامیک یون ها به صورت ذره ای در نظر گرفته شده است و الکترون ها در خال تعادل حرارتی می باشند. ابتدا کد مذکور توسط آزمونی در ناحیه خطی مورد بررسی قرار گرفته است و سپس با استفاده از اختلال اولیه ای که جواب معادله کرتوگ دوریس می باشد، دینامیک سالیتون های یون صوت مورد مطالعه قرار کرفته است.

در راستای مطالعات نظری و شبیه سازی برهم کنش پالس های شدید و فوق کوتاه لیزری با پلاسما، در این پایان نامه فرآیند جذب پالس لیزری فمتوثانیه با پلاسما در رنج گسترده ایی از چگالی ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اجتناب ناپذیر بودن مطالعه ی پدیده های غیرخطی در بررسی برهم کنش لیزرهای قوی با پلاسما، تنها استفاده از روش های دقیق عددی و شبیه سازی مطالعه ی فرایندهایی که در این راستا اتفاق می افتند را امکان پذیر می سازد. لذا بررسی دقیق فرآیند جذب این دسته از لیزرها مستلزم استفاده از کدهای شبیه سازی پلاسما می باشد. بدین منظور، در این پایان نامه از کد ذره ایی الکترومغناطیسی برای شبیه سازی سیستم اندرکنش لیزر-پلاسما استفاده شده است. رژیم شدت های بالای لیزری منجر به ظهور روش های نوین برای فرآیند جذب لیزر در پلاسما شده است که دارای مکانیسم های کاملاً متفاوتی با روش های قبلی می باشند. تولید الکترون های پرانرژی و بیم های یونی پر شدت مدیون تکنیک های جدیدی است که به دنبال تولید لیزرهای قوی و کوتاه پالس می باشند. در این پایان نامه ابتدا به مطالعه نظری مکانیسم های گوناگون جذب در رنج های مختلف پارامترهای لیزر و پلاسما پرداخته ایم.